MATERIALI E METODI
RILEVAMENTI IN CAMPAGNA
Area di studio
La zone da me frequentate durante la Primavera-Estate 2004 e lo stesso periodo del 2005 si trovano all´interno del Parco Regionale di Migliarino-San Rossore-Massaciuccoli. Il territorio del Parco si estende per circa 240 Km² sulla fascia costiera delle province di Pisa e Lucca, in particolare dalla periferia settentrionale di Viareggio (LU) al canale scolmatore che segna il confine tra le province di Pisa e Livorno. Il Parco si estende inoltre nell´entroterra fino alla base delle Alpi Apuane, comprendendo l´area del Lago di Massaciuccoli. L´area interessata dal Parco era un tempo lagunare e paludosa, e numerose bonifiche, per colmata e per pompaggio, hanno dato al Parco il suo attuale assetto idrico, caratterizzato dalla presenza di numerosi canali artificiali ad andamento rettilineo.
Il territorio del Parco presenta una grande varetà di habitat: arenili e dune lungo il litorale, depressioni retro-dunali con caratteristiche tipiche di ambienti salmastri, zone paludose interne create da alte falde freatiche o da problemi di drenaggio, aree adibite alla coltivazione e boschi. Questa grande variabilità a livello ambientale è accompagnata da un´altrettanto grande variabilità a livello floristico e faunistico.
Le mie ricerche all´interno del Parco hanno interessato soprattutto una zona, denominata “Lamone”, situata presso la località di Arnino, all´interno della Tenuta di Tombolo. La Tenuta si trova a circa 10 km a Sud-Ovest dalla città di Pisa e 2 km circa a Est della costa Tirrenica (43°39´45” Latitudine Nord, 10°17´30” Longitudine Est). La zona di studio è rappresentata da una fascia ecotonale di transizione tra un ambiente di tipo boscoso e un´ampia radura erbosa su quella che anticamente doveva essere una duna, al momento completamente spianata. Questa fascia è separata dalla strada asfaltata da un canale temporaneo, asciutto durante l´Estate, ed è suddivisa in tre parti da altri due canali, per una lunghezza complessiva di circa 1,5 km.
Oltre alla zona di Lamone, alcuni esemplari di V. aspis francisciredi sono stati catturati vicino alle località di San Piero a Grado e Camp Darby, caratterizzate dallo stesso tipo di habitat dell´area appena descritta.
Fig. 09- Lamone, la fascia ecotonale di transizione (foto M.A.L. Zuffi).
Clima
Le caratteristiche macroclimatiche dell´area di studio sono quelle tipiche del bacino del Mediterraneo: per 4 o 5 mesi l´anno il clima è caldo-asciutto e le precipitazioni sono sporadiche, mentre nel restante periodo abbiamo un clima fresco-umido, in cui cade la maggior parte della pioggia annuale (precipitazioni medie annue relative a San Rossore = 777,27 mm).
Vegetazione
Nell´area di studio il bosco è formato in prevalenza da pini domestici (Pinus
pinea) e lecci (Quercus ilex), con un sottobosco ad erica (Erica scoparia ed E. arborea), mirto (Myrtus communis) e lentisco (Pistacia lentiscus). Queste aree
a pineta si alternano con boschi di caducifoglie come la farnia (Quercus
robur), il frassino (Fraxinus oxicarpa), l´olmo (Ulmus minor) ed il pioppo
bianco (Populus alba); in questo caso il sottobosco è maggiormente variabile e vi si può trovare il pungitopo (Ruscus aculeatus), lo stracciabrache (Smilax
aspera), il biancospino (Crataegus monogyna) e l´edera (Hedera helix). La
fascia ecotonale è costituita da numerose specie vegetali, tra le quali abbondano il rovo (Rubus fruticosus), la fillirea (Phillyrea angustifolia) ed il cisto (Cistus incanus e C. salvifolius). Lungo i canali la vegetazione è prevalentemente costituita da cannucce di palude (Phragmites australis).
Fauna
L´area di studio annovera una notevole varietà di Vertebrati. I Mammiferi sono presenti con diversi ordini: i Roditori, molto comuni, sono rappresentati dal topo selvatico (Apodemus sylvaticus), dal topolino delle case (Mus
domesticus), dall´istrice (Hystrix cristata), dallo scoiattolo (Sciurus vulgaris)
dal ghiro (Myoxus glis) e dal moscardino (Muscardinus avellanarius). Tra gli Insettivori troviamo il riccio (Erinaceus europaeus) ed il toporagno comune (Sorex araneus), mentre i Carnivori comprendono la volpe (Vulpes vulpes), il tasso (Meles meles), la faina (Martes foina) e, sebbene più rara, la martora (Martes martes; M.Zuffi, com.pers.). Tra gli Artiodattili molto comune è il cinghiale (Sus scrofa), mentre i Lagomorfi sono rappresentati dal coniglio selvatico (Oryctolagus cuniculus).
Gli Uccelli sono particolarmente abbondanti, sia con le specie stanziali che con le specie migratrici: fra queste ultime, è facile incontrare, durante il periodo primaverile ed estivo, il gruccione (Merops apiaster), il rigogolo (Oriolus oriolus), l´upupa (Upupa epops) e la rondine (Hirundo rustica). Grazie a questa grande varietà di specie ornitiche, tutto il Parco Regionale di San Rossore è considerato come un´importante stazione di rilevamento ornitologico.
Per quanto riguarda l´erpetofauna, oltre alla vipera comune (Vipera aspis
francisciredi) sono presenti altre specie di Serpenti: il biacco (Hierophis viridiflavus) e la biscia dal collare (Natrix natrix), mentre sono estremamente
rari il saettone (Zamenis longissimus) e il colubro liscio (Coronella austriaca). Tra i Sauri troviamo la luscengola (Chalcides chalcides), l´orbettino (Anguis
fragilis), la lucertola muraiola (Podarcis muralis), la lucertola campestre
(Podarcis sicula) e il ramarro (Lacerta bilineata). Lungo i canali vive la testuggine palustre (Emys orbicularis). Gli Anfibi più comuni sono la rana verde minore (Rana synkl. „hispanica“), la raganella (Hyla intermedia), la rana agile (Rana dalmatina), il rospo smeraldino (Bufo viridis), il tritone punteggiato (Triturus vulgaris) e il tritone crestato (Triturus carnifex) (Zuffi e Lippi, 1994).
Metodi di cattura e di marcatura
Il metodo da me utilizzato è quello della cattura a mano che rimane sicuramente il più semplice e il più rapido.
La ricerca degli animali è compiuta attraverso il cosiddetto „random walk“: nel corso della giornata si percorre più volte lo stesso itinerario, basandosi sull´attività giornaliera (termoregolazione, spostamento, alimentazione, ecc.) e sull´occupazione dell´habitat da parte della specie in studio.
Dato che la cattura di questo animale comporta notevoli rischi, essendo la vipera un serpente velenoso, occorre prestare sempre la massima attenzione nel maneggiarla e dotarsi di un abbigliamento adeguato nelle uscite in campagna.
Una volta individuata, la vipera viene bloccata con i piedi, dopodiché la si afferra per la coda (usando guanti spessi e lunghi) e se ne controllano i
movimenti con un bastone con estremità a “T”. Di seguito si registra la data, l´ora solare e il luogo esatto della cattura.
In una prima analisi sul campo si determina il sesso dell´animale e il suo stato fisiologico. Il riconoscimento del sesso avviene osservando la forma e la lunghezza della coda: nei maschi la coda è più lunga e con una base di attacco più ampia (per la presenza degli emipeni), mentre nelle femmine è corta e con base di attacco ristretta. Per quanto riguarda lo stato fisiologico, si può verificare se un animale si trovi in fase di muta (pelle opaca e ruvida, ventre biancastro, occhio gelatinoso), se abbia ingoiato una preda di recente (tramite palpazione del ventre), oppure, nel caso di femmine, se siano gravide (con la tecnica di palpazione dei follicoli ovarici è possibile stimare, con un minimo margine di errore, il numero di uova o embrioni). Successivamente l´animale viene posto all´interno di un sacchetto di tela e trasportato al Museo di Storia Naturale e del Territorio di Calci per effettuare ulteriori analisi.
Una volta portato al museo, l´animale viene pesato, all´interno di un sacchetto la cui tara è rilevata volta a volta, sopra una bilancia elettronica da 0-400 g (precisione al ± 0,1 g).
Di seguito viene rilevata la lunghezza corporea, bloccando la testa dell´animale su un tavolo con una mano e stendendone il corpo accanto ad un metro a nastro (precisione 1 mm) con l´altra mano; si prendono così queste misure:
SVL (snout-vent length) = lunghezza dall´apice del muso alla cloaca; TL (total length) = lunghezza dall´apice del muso alla punta della coda.
L´operazione successiva consiste nella marcatura: è una tecnica che consente il riconoscimento individuale nelle ricatture ed è stata utilizzata sia in questo lavoro che in quelli precedenti sulle vipere della popolazione di Arnino e di Tombolo. Ogni esemplare è stato marcato incidendo con una forbicina per unghie le squame ventrali a destra e a sinistra in modo progressivo, dalla squama preanale compresa proseguendo in senso cefalico: la prima serie di nove squame corrisponde alle unità, la seconda serie di nove squame corrisponde alle decine e la terza serie di nove squame corrisponde alle centinaia. In questo modo ogni animale possiede un proprio numero, che corrisponde a quello delle squame ventrali marcate.
Questa marcatura serve per il riconoscimento a lungo termine, in quanto la cicatrice permane di solito per mesi o anni. Talvolta il numero di marcatura è stato riportato sul dorso dell´animale con un pennarello resistente all´acqua (di solito UNIPOSCA): ciò consente un riconoscimento giornaliero e a breve termine, visto che tale numero permane fino alla muta successiva.
Fig. 11- Esempio di conteggio delle squame ventrali (foto Fabio Pupin).
I dati raccolti durante questo periodo di osservazione in vivo sono stati archiviati su schede giornaliere standardizzate (schede di campo). Successivamente gli esemplari maschi e i giovani sono stati riportati in campagna e liberati nello stesso punto in cui è avvenuta la loro cattura; le femmine adulte invece, sono state tenute temporaneamente in cattività per poterne studiare la biologia riproduttiva.
ESEMPLARI TENUTI IN CATTIVITÀ
Durante lo studio da me condotto sulla biologia riproduttiva di Vipera aspis
francisciredi, sono state tenute temporaneamente in cattività presso il museo
diverse femmine adulte. In particolare, nell´anno 2004, una femmina gravida catturata all´inizio del mese di Agosto è stata trattenuta fino al momento del parto, avvenuto il 24/08/2004. Nell´anno 2005 invece, tutte le femmine adulte catturate fra Aprile e Agosto (otto in totale), sono state tenute in cattività fino a Settembre. Fra queste soltanto due, catturate nell´Estate 2005, sono risultate riproduttive.
Durante la loro permanenza al museo, queste otto femmine sono state misurate (SVL e TL) e marcate soltanto una volta, mentre la loro massa corporea è stata rilevata con cadenza settimanale: è stato così possibile osservare le variazioni della loro massa corporea, confrontando le femmine riproduttive con quelle non riproduttive.
Le vipere sono state tenute all´interno di appositi terrari, poste in condizioni di luce e temperatura ambiente e alimentate con topolini di allevamento: è stato offerto loro un topolino ogni 10-15 giorni.
Nel Luglio 2005 tutte le femmine adulte sono state ecografate presso la clinica veterinaria di San Piero a Grado, in modo da poter osservare, nel caso di un`effettiva gravidanza, lo stadio di sviluppo di uova o embrioni.
Fig. 12- Ecografia dell´addome di una femmina gravida, in cui è possibile osservare un uovo con all´interno un embrione in precoce fase di sviluppo.
Una volta avvenuto il parto (nei casi da me seguiti, sempre nel mese di Agosto), per la madre sono state annotate le seguenti variabili:
massa corporea pre-partum: in realtà si tratta dell´ultima rilevazione della massa corporea della madre prima del parto, e cioè della somma fra la massa corporea della femmina, la massa corporea dei neonati e gli annessi embrionali;
massa corporea post-partum: massa corporea della madre subito dopo il parto.
Per quanto riguarda i neonati invece, sono state annotate le seguenti variabili:
dimensioni della covata: il numero totale dei neonati della covata;
massa corporea: ogni neonato è stato pesato singolarmente; di seguito sono state ricavate sia la massa totale della covata (somma dei pesi di tutti i neonati della covata), sia la massa corporea media dei neonati per covata (massa totale della covata/dimensioni della covata).
SVL: ogni neonato è stato misurato singolarmente; di seguito è stata ricavata la lunghezza corporea media (SVL) dei neonati per covata (somma delle SVL di tutti i neonati della covata/dimensioni della covata). Lo stesso procedimento è stato successivamente adottato per la TL dei neonati.
È stata inoltre calcolata:
RCM (relative clutch mass) = massa relativa della covata: esprime, in percentuale, la quantità di massa corporea investita dalla madre per lo sviluppo della covata = (massa totale della covata/massa corporea post- partum) x 100.
Dopo queste operazioni i neonati sono stati marcati tramite incisione delle squame ventrali, e liberati, insieme alla madre, nel sito in cui è avvenuta la cattura della femmina.
Fig. 13 Misurazioni su un neonato partorito in laboratorio (Agosto 2005).
CAMPIONI CONSIDERATI
Per realizzare questo lavoro, oltre ai dati da me raccolti nelle stagioni 2004 -2005, sono stati aggiunti ulteriori dati, raccolti nel corso di precedenti ricerche, in altre cinque località dell´areale di distribuzione della vipera comune: Chizé (Francia centro-occidentale), Bosco della Fontana (MN), Castelfusano (RM), Tolfa200 (RM) e Tolfa400 (RM) (in queste ultime due località i numeri 200 e 400 si riferiscono all´altitudine a cui si trovano le due diverse popolazioni). Oltre alle variabili biometriche e riproduttive descritte nel paragrafo precedente, i dati comprendono anche le variabili che riguardano il clima e le caratteristiche geografiche delle sei località complessive:
precipitazioni annuali, ovvero la quantità totale di pioggia (in millimetri) caduta nell´arco di un anno;
temperatura media del mese più freddo: è stata calcolata la media delle temperature (in °C) del mese di Gennaio;
temperatura media del mese più caldo: è stata calcolata la media delle temperature (in °C) del mese di Luglio;
CENNI SULLE ALTRE AREE DI STUDIO
Foresta di Chizé (Francia centro-occidentale)
La “Foresta di Chizé”, vicino a Niort (Francia centro-occidentale) (46°05’ Latitudine Nord, 0°25’ Longitudine Ovest), è localizzata a circa 55 Km a Est della Costa Atlantica, ed è caratterizzata da un clima Oceanico con influenze Mediterranee: gli Inverni sono miti e le Estati sono calde e asciutte. La foresta è composta principalmente da faggi (Fagus sylvatica), querce (Quercus spp) e carpini (Carpinus betulus). L´area di studio ha una superficie di circa 2614 ettari, a 70 m s.l.m..
Bosco della Fontana (Italia settentrionale)
La “Riserva Naturale di Bosco della Fontana”, vicino a Mantova (Italia nord- occidentale) (45°12’ Latitudine Nord, 10°44’ Longitudine Est), è una stazione relitta di bosco mesofilo (Quercus robur, Carpinus betulus) che circonda una prateria, all´interno di un paesaggio intensamente coltivato; al centro è presente un´ampia zona umida. L´area di studio è di circa 230 ettari, a 25m s.l.m.. Gli Inverni sono freddi, con nebbia persistente, e le Estati sono calde e afose. Attualmente quest´area rappresenta uno dei pochi frammenti meglio conservati dell´originale foresta planiziale della Pianura Padana.
Monti della Tolfa (Italia centrale)
L´area dei Monti della Tolfa si trova vicino a Oriolo Romano, a circa 25 km a Est del Mar Tirreno (42°09’ Latitudine Nord, 12°08’ Longitudine Est). Le aree di studio sono localizzate a 200 m s.l.m. (Tolfa200, circa 100 ha) e a 400 m
s.l.m. (Tolfa400, circa 70 ha), e presentano condizioni climatiche simili, di esposizione e di vegetazione (per una descrizione dettagliata dell´area, vedi Luiselli e Agrimi, 1991). Il sottobosco è prevalentemente costituito da
Spartium sp., Paliurus sp. e Cytisus sp., mentre la forma arborea Pyrus pyraster si trova ai margini dei boschi di Quercus sp. e Fagus sylvatica.
Castelfusano (Italia centrale)
Il “Parco Urbano Pineta di Castelfusano” si trova a 30 km da Roma, sulla costa Tirrenica (da 0 a 5 m s.l.m.; 41°41’ Latitudine Nord, 12°23’ Longitudine Est), è un´area protetta di circa 1000 ettari costituita da Pinus pinea, da arbusti tipici della Macchia Mediterranea (Quercus ilex, Juniperus oxicedrus,
Pistacia lentiscus, Erica arborea) e da bosco mesofilo (Quercus robur, Fraxinus excelsior, Ulmus minor).
Tabella 1- Media dei dati meteorologici per ogni singola area di studio
Località Chizé Tombolo Bosco Fontana Castelfusano Tolfa200 Tolfa400 Precipitazioni
annuali 756 mm 777 mm 658 mm 941 mm 1122 mm 1107 mm
Temperature del mese più
freddo 5,5 °C 3 °C 1,1 °C 8,9 °C 4 °C 6 °C Temperature
del mese più
METODI STATISTICI
Per ogni variabile descritta vengono indicate le dimensioni campionarie (N) e la media campionaria ± 1 DS (DS = deviazione standard).
Le dimensioni corporee degli esemplari esaminati sono espresse in millimetri (mm) mentre la loro massa corporea viene espressa in grammi (g).
Le variabili sono state inizialmente testate per verificare se seguissero una distribuzione normale (test di Kolmogorov-Smirnov) e, quando non normali, trasformate in logaritmi naturali (ln):SVL, TL.
Per prima cosa, a causa della elevata correlazione tra la SVL e la massa corporea pre- e post-partum, per annullare questa relazione, sono stati calcolati i residuali di queste due paia di variabili, dalle rispettive regressioni (a-prepartum vs SVL; b-postpartum vs SVL). I residuali sono stati utilizzati in tutte le analisi seguenti.
Secondariamente, per l´elevata correlazione fra la maggior parte delle variabili considerate (caratteristiche climatiche e riproduttive), è stata effettuata un´analisi delle componenti principali (PCA), utilizzando la procedura VARIMAX (Manly, 1994), per trovare una descrizione indipendente (non autocorrelata) dell´intero sistema biologico. Sono state ottenute così tre componenti principali che spiegano l´88,57% della varianza (Tabella 2): la prima componente indica elevati valori positivi di tutte le variabili materne ed elevati valori negativi della RCM; la seconda componente indica elevati valori positivi delle dimensioni della covata e della massa totale della covata;
la terza componente indica elevati valori positivi della SVL e della massa corporea dei neonati.
Tabella 2- Matrice delle componenti dopo rotazione VARIMAX
In grassetto, le variabili che contribuiscono maggiormente all´analisi delle componenti.
Componente
1 2 3
ln SVL madri 0,800 0,457 0,052
ln massa corporea pre-partum 0,838 0,492 0,042 ln massa corporea post-partum 0,896 0,264 0,111 ln dimensioni della covata 0,198 0,963 -0,148 ln massa corporea neonati -0,129 -0,025 0,866
ln SVL neonati 0,204 0,017 0,803
ln massa totale della covata 0,178 0,972 0,117
arcoseno RCM -0,867 0,460 0,085
Per verificare se esistono delle differenze significative fra le medie dei campioni appartenenti alle sei diverse popolazioni è stato utilizzato il metodo dell´analisi della varianza (ANOVA). Dopo il risultato finale dell´F-test dell’ ANOVA, abbiamo comunque fatto una verifica mediante il test Post Hoc (LSD = Lesser Significant Difference) per le comparazioni multiple. Con questo test è possibile osservare quale (o quali) popolazione (i), fra le sei considerate, differisce (differiscono) tra tutte in maniera significativa e il relativo livello di significatività.
Successivamente è stato utilizzato il metodo dell´analisi discriminante (DA) usando il punteggio delle variabili per descrivere e/o separare le sei popolazioni, con il metodo stepwise, e selezionando le funzioni discriminanti per autovalori ≥ 1ed escludendo quelle con tolleranza = 0.
La latitudine e le precipitazioni (variabili autocorrelate) sono state poi trasformate in una singola variabile (chiamata LATRAIN) utilizzando PCA (Varianza spiegata = 91,04%; Matrice delle componenti: latitudine = -0,954 e precipitazioni = 0,954 ). Anche quest´ultima variabile è stata inserita nelle analisi successive.
Per verificare che non esistessero relazioni tra variabili che potessero influenzare gli aspetti riproduttivi considerati è stata eseguita un´analisi delle regressioni multiple (MRA) per tutti i valori medi delle variabili riproduttive vs variabili meteorologiche (ad esempio, temperature medie) di ciascuna località. Inoltre, è stata adottata la medesima procedura utilizzando le varianze di tutte le variabili considerate precedentemente per ogni località. Infine è stata eseguita una ANCOVA nidificata sul ln della SVL dei neonati e sul ln della massa corporea dei neonati, considerando la sigola vipera femmina come fattore casuale nidificata nella località, usando il pacchetto statistico free-ware R (vers. 2.5.1.).
Tutte le altre analisi statistiche sono state condotte utilizzando la versione SPSS 13.0, con livello di significatività inferiore o pari al 5% e tutti i test a due code.
