Ministero delle Politiche Agricole e Forestali Direzione
Transcript
Ministero delle Politiche Agricole e Forestali Direzione
Ministero delle Politiche Agricole e Forestali Direzione generale della pesca e acquacoltura V Piano triennale della pesca e dell'acquacoltura nelle acque marine e salmastre (Legge 41/82) Programma di ricerca Tematica C: Acquacoltura Sottotematica C.4: Ecologia Applicata TITOLO DELLA RICERCA MONITORAGGIO DEL SISTEMA DI ALLEVAMENTO LARVALE E POSTLARVALE IN GRANDI VOLUMI (D.M. 24/99 del 22.12.1999)- Nr. Rif. 5 C 57 Operatore scientifico: I.C.R. Mare S.C.r.l. Responsabile scientifico: Prof. Michele Scardi “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” Vico San Domenico Maggiore 9, 80134 Napoli tel. 081/5517064 - fax 081/5528922 email: [email protected] - URL: http://www.icrmare.it/ P. IVA: 06651100635 Elenco dei collaboratori Bioservice S.C.r.l.: Dr. Enrico Casola Dr. Nino Plastina A.GE.I. S.C.r.l.: Dr. Massimo Rampacci Dr. Andrea Fusari Dr. Roberto D’Ambra Dr.ssa Paola De Angelis Collaboratori esterni: Dr. Tommaso Russo Dr. Attilio Spanò Dr. Placido Lubrano Lavadera Sig. Paolo De Marzi Si ringraziano in modo particolare la Società Valle Figheri 2 per la disponibilità dimostrata durante tutte le fasi sperimentali, ed il L.E.S.A. dell’Università di Roma “Tor Vergata” per l’assistenza prestata nelle fasi di analisi ed elaborazione dei dati. Si ringrazia la Dott.ssa Clara Boglione per aver fornito i risultati del monitoraggio effettuato sui campioni di spigola nel corso dell’anno 2001. 2 INDICE ABSTRACT........................................................................................................................................ 5 ESTRATTO ........................................................................................................................................ 6 SINTESI .............................................................................................................................................. 7 SYNTHESIS ..................................................................................................................................... 24 1 2 3 INTRODUZIONE..................................................................................................................... 28 1.1 INQUADRAMENTO GENERALE DELLA RICERCA ............................................................ 28 1.2 INTENDIMENTI E BREVE RIASSUNTO DEL PROGETTO ................................................... 29 MATERIALI E METODI........................................................................................................ 30 2.1 IL SISTEMA DI ALLEVAMENTO LARVALE IN GRANDI VOLUMI ....................................... 30 2.1.1 Le caratteristiche del sistema ............................................................................ 30 2.1.2 Descrizione della struttura ................................................................................ 30 2.1.3 Descrizione del grande volume.......................................................................... 31 2.2 PROTOCOLLO DI ALLEVAMENTO LARVALE (PROCEDURA STANDARD DEI GRANDI VOLUMI) ...................................................................................................................... 33 2.2.1 Preparazione delle vasche di allevamento......................................................... 33 2.2.3 Produzione di plancton ...................................................................................... 34 2.3 PROTOCOLLO DI CAMPIONAMENTO ............................................................................. 34 2.3.1 Parametri chimico-fisici .................................................................................... 35 2.3.2 Clorofilla a presente sulle pareti e nell’acqua delle vasche.............................. 35 2.3.3 Mesozoobenthos e mesozooplancton ................................................................. 36 2.3.4 Campioni di mesozooplancton e macrozoobenthos del bacino di lagunaggio .. 36 2.3.5 Campioni di larve allevate nelle vasche ............................................................ 36 2.3.6 Conta delle cellule algali e dei rotiferi presenti nell’acqua delle vasche ......... 37 2.4 ANALISI DEI CAMPIONI ................................................................................................ 37 2.4.1 Metodi matematico/statistici applicati per l’analisi dei dati............................. 37 2.5 ELABORAZIONE DI UN MODELLO DEL COMPORTAMENTO TROFICO MEDIANTE RETI NEURONALI ................................................................................................................. 39 2.7 MONITORAGGIO LARVALE ........................................................................................... 41 RISULTATI............................................................................................................................... 43 3.1 GESTIONE DELLE SOMMINISTRAZIONI DI FITO E ZOOPLANCTON .................................. 43 3.2 IL BACINO DI LAGUNAGGIO ......................................................................................... 46 3.3 L’ACQUA DEL RICAMBIO ............................................................................................. 47 3.4 LE VASCHE DI ALLEVAMENTO (PARAMETRI CHIMICO FISICI, ACCRESCIMENTO LARVALE E STABILITÀ DI SISTEMA )............................................................................................. 47 3.5 ZOOBENTHOS PRESENTE SULLE PARETI DELLE VA SCHE............................................... 53 3.5.1 Vasca O1 ............................................................................................................ 53 3.52 Vasca O2 ............................................................................................................ 55 3.5.3 Vasca O3 ............................................................................................................ 55 3.5.4 Vasca O4 ............................................................................................................ 56 3.5.5 Vasca S1............................................................................................................. 56 3.5.6 Vasca S2............................................................................................................. 56 3.5.7 Vasca S3............................................................................................................. 56 3 5 3.6 ZOOPLANCTON PRESENTE NELL’ACQUA DELLE VASCHE.............................................. 58 3.6.1 Vasca O1 ............................................................................................................ 58 3.6.2 Vasca O2 ............................................................................................................ 59 3.6.3 Vasca O3 ............................................................................................................ 60 3.6.4 Vasca O4 ............................................................................................................ 61 3.6.5 Vasca S1............................................................................................................. 62 3.6.6 Vasca S2............................................................................................................. 63 3.6.7 Vasca S3............................................................................................................. 63 3.7 BIOMETRIE E BIOVOLUMI DEGLI ORGANISMI SELVATICI ED ALLEVATI ......................... 65 3.8 ANALISI DEI RISULTATI DESCRITTI .............................................................................. 66 3.8.1 Il mesozoobenthos ed il mesozooplancton ......................................................... 66 3.9 STUDIO DELLA CLOROFILLA A PRESENTE SULLE PARETI E NELL’ACQUA DELLE VASCHE .................................................................................................................................... 73 3.10 ANALISI FATTORIALE DELLE CORRISPONDENZE DEI DATI RELATIVI AI CONTENUTI STOMACALI ................................................................................................................. 76 3.10.1 Matrice 1: 1415 individui X 10 items ................................................................ 76 3.10.2 Punti-osservazione: Raggruppamento per età................................................... 79 3.10.3 Punti-osservazione: Raggruppamento per vasca .............................................. 83 3.10.4 Distribuzione dei punti-item .............................................................................. 85 3.10.5 Matrice 2:1020 individui X 10 items di cui 8 attivi (nauplii e cisti di A. salina disattivati) ......................................................................................................... 88 3.10.6 Punti-osservazione: raggruppamento per età ................................................... 92 3.10.7 Punti-osservazione: raggruppamento per vasca ............................................... 96 3.11 ANALISI DEI PATTERN ............................................................................................... 103 3.12 ANALISI DELLE DISPONIBILITÀ DI ALIMENTO: CONFRONTO TRA SOMMINISTRATO E SELVATICO ................................................................................................................ 104 3.13 ELABORAZIONE DI UN MODELLO EMPIRICO DEL COMPORTAMENTO TROFICO DELLE LARVE DI SPARUS AURATA MEDIANTE L’USO DI UNA RETE NEURONALE...................... 106 3.13.1 Allestimento del modello ed adattamento al caso di studio............................. 106 3.13.2 Risultati: il comportamento trofico delle larve di Sparus aurata.................... 106 3.14 MONITORAGGIO LARVALE ......................................................................................... 110 3.14.1 Lunghezze standard ......................................................................................... 110 3.14.2 Caratteri meristici............................................................................................ 111 3.14.3 Anomalie scheletriche ...................................................................................... 115 3.14.4 Sintesi conclusiva............................................................................................. 119 DISCUSSIONE E CONCLUSIONI SUI RISULTATI OTTENUTI ................................. 120 4.1 ORATA (SPARUS AURATA)........................................................................................... 122 4.2 SPIGOLA (DICENTHRARCHUS LABRAX)........................................................................ 124 RACCOMANDAZIONI ED ELEMENTI GESTIONALI ................................................. 125 6 DIVULGAZIONE DEI RISULTATI DELLA RICERCA ................................................. 126 4 BIBLIOGRAFIA............................................................................................................................ 127 ALLEGATO I ................................................................................................................................ 130 4 Abstract A novel larval breeding system, which employs circular tanks of large volume, has been developed and successfully utilized over the last decade. This system allows to obtain elevated qualitative standards of the product, implementing a simulation of rearing conditions similar to those present in natural nurseries and without the employment drugs. This research projectwas aimed to optimise phytoplankton and zooplankton monitoring procedures and to develop the operative procedure of this breeding system, through the quantification of important parameters measured during the launch and exercise phases. This study was conducted at Valle Figheri 2 hatchery (VE), where trials were repeated, over two consecutive years (2001 and 2002). Samples analysis and successive data elaboration was carried out at the Laboratory of Experimental Ecology and Aquaculture (LESA) of the University of Rome “Tor Vergata”. The studied species were gilt-head seabream (Sparus aurata, L. 1758) and common seabass (Dicentrarchus labrax, L. 1758). Four experimental rearing trials were carried out for seabream and 3 for seabass. Data collected from each rearing tank comprised general biological information (i.e. chlorophyll a concentration), record of physical/chemical parameters and live samples (zooplankton, zoobenthos, fish larvae). We observed a marked variation in food availability over the study period, related to variation of food supply intervals. Moreover, the analysis of the demographic trends of wild tychobenthic species revealed consistency between type mesocosm planktonic structure and reared species: seabream tanks first showed growing and then decreasing trends, with a maximum of abundance 28th –30th day from hatching, while seabass tanks showed a progressive increase up until the final phase of the experiments. Correspondence analysis highlighted this trend, suggesting the existence of two tipologies of mesocosm, each corresponding to a specific development of the natural planctonic community. However, the comparison of data series throught Spearmans’ r correlation coefficient did not uphold this trend in all cases. Thus it was not possible to extrapolate a generalised pattern for the two groups of tanks. Instead, data analysis of larval stomach contents allowed to infer that: (1) the preference for preys changes in function of larval age and development and in such way that larvae tend to choose prey of gradually greater size; (2) diet diversity also increases with larval growth. Daily requirements of sea bream larvae were estimated between a Multilayer Perceptron (MLP) neural network model, based on experimental data sets. Finally, morpho-anatomical quality analysis of the fry obtained by means of our “large volumes” technique, confirmed the dramatic reduction of some severe anomalies that used to have high incidences in reared seabass fry. From the management point of view, it appears particularly important, during the launch phase and the first phase of larval rearing, to devote particular attention to two main factors: 1) guaranteeing the development of an adequate population of microalgae before the introduction of fish larvae; 2) the subsequent establishment of conspicuous zooplankton community which, as shown in this work, do represent a very important trophic resource for the larvae. 5 Estratto Da alcuni anni è stato messo a punto un sistema di allevamento larvale in vasche circolari di grande volume, che consente di ottenere elevati standard qualitativi del prodotto, privilegiando la simulazione di condizioni simili a quelle presenti nelle nursery naturali e il mancato impiego di farmaci. Gli obiettivi perseguiti da questo progetto di ricerca sono stati volti alla razionalizzazione delle procedure di monitoraggio e controllo dello sviluppo del fitoplancton e zooplancton ed alla formalizzazione dello schema operativo di questo tipo di sistema di allevamento; attraverso la quantificazione di grandezze rilevanti durante la fase di lancio e di esercizio. La ricerca è stata condotta presso l’avannotteria della Valle Figheri 2 (VE), dove sono state realizzate, nell’arco di due anni consecutivi (2001-2002), le prove sperimentali, mentre l’analisi dei campioni e la successiva elaborazione dei dati è stata svolta presso il Laboratorio di Ecologia Sperimentale ed Acquacoltura (LESA) dell’Università di Roma “Tor Vergata”. Le specie studiate sono state l’orata (Sparus aurata, L. 1758) e la spigola (Dicentrarchus labrax, L. 1758). Per la prima specie sono state effettuate 4 prove sperimentali, per la seconda 3. Per ciascuna vasca i dati raccolti comprendono informazioni su parametri chimico fisici e campioni biologici (zooplancton, zoobenthos, biometrie larvali e contenuti stomacali). E’ emerso che la disponibilità di alimento somministrato subisce delle importanti variazioni giornaliere in rapporto alla distanza temporale dall’ultima somministrazione effettuata. Inoltre, l’analisi degli andamenti demografici delle specie ticobentoniche selvatiche ha evidenziato delle convergenze tra le vasche in base alla specie (spigola oppure orata) che vi è stata allevata: nelle vasche di orata si è assistito ad un andamento dapprima crescente e quindi decrescente, con un picco delle abbondanze localizzato in corrispondenza del 28°-30° giorno di età delle larve, mentre nelle vasche di spigola si è assistito ad un andamento dapprima costante e poi crescente verso la fase finale degli esperimenti. L’analisi delle corrispondenze ha esaltato tali similitudini specifiche, individuando due diverse tipologie di vasche quanto a sviluppo e ruolo della componente selvatica e gestione degli apporti esterni. Tuttavia, il confronto delle serie di dati effettuato mediante il calcolo del coefficiente di correlazione r di Spearman e del relativo valore di significatività (p) non ha confermato in tutti i casi queste osservazioni, per cui non è stato possibile estrapolare un andamento generale per le due serie di vasche. L’analisi dei dati relativi ai contenuti stomacali delle larve, invece, ha permesso di affermare che: (1) la preferenza verso le prede cambia in funzione dell’età delle larve e del loro sviluppo in maniera tale da privilegiare prede di dimensioni via via maggiori; (2) la diversità delle dieta aumenta col crescere delle larve, che manifestano una preferenza progressivamente più diversificata. A partire dal set di dati disponibili, è stato sviluppato un modello descrittivo e revisionale del comportamento trofico delle larve di Sparus orata, mediante l’utilizzo di una rete neuronale sviluppata secondo la metodologia Multilayer Perceptron (MLP). Infine, l’indagine morfoanatomica sulla qualità di alcuni dei lotti ottenuti mediante le prove sperimentali ha riportato una conferma del fatto che alcune anomalie gravi, che in passato colpivano con incidenze elevate i lotti di spigola da allevamento, sono completamente assenti in lotti di spigola allevati in grandi volumi. Dal punto di vista gestionale, è emerso come sia particolarmente importante, durante la fase di lancio e la prima fase di allevamento larvale, prestare particolare attenzione a due di fattori: 1) lo sviluppo di una popolazione di microalghe adeguata, riguardo cui il tempo di “maturazione” delle vasche antecedente alla semina delle larve risulta essere la chiave essenziale di questo processo, e 2) lo sviluppo di una popolazione animale di organismi selvatici che, come dimostrato in questo lavoro, può rappresentare un’importante risorsa trofica per le larve. 6 Sintesi Introduzione Da alcuni anni sono stati messi a punto sistemi di allevamento larvale in vasche circolari di grande volume (Cataudella et. Al., 1998, 2002), che consentono di ottenere risultati positivi per quanto riguarda la qualità delle larve prodotte (Boglione et al., 1994, 2001). La produzione di giovanili, effettuata con queste tecniche “ecologiche”, permette di ottenere soggetti adatti anche al ripopolamento degli ambienti costieri, salvaguardando al massimo le caratteristiche delle popolazioni autoctone, tematica posta tra gli obiettivi del V Piano triennale e rispondente a quanto indicato all’art 9 – Sviluppo dell’Acquacoltura - del Codice di Condotta per una Pesca Responsabile della FAO (1995). Gli obiettivi nell’applicazione di sistemi di questo tipo non sono da ricondurre alla competizione in termini di produttività con le tecniche tradizionali, ma all’ottenimento di elevati standard qualitativi del prodotto, privilegiando aspetti come la simulazione di condizioni simili a quelle presenti nelle nursery naturali e l’assenza nell’impiego di presidi farmaceutici (Cataudella et al., 2002). Le vasche utilizzate, infatti, benché siano realizzate con materiali artificiali, simulano una condizione di tipo naturale, con dinamiche tipiche degli ecosistemi, dove sono presenti numerose specie della comunità biotica che caratterizzano gli ambienti acquatici in cui si opera. La gestione del sistema di produzione in grandi volumi, infatti, se da un lato prevede l’applicazione delle pratiche produttive del sistema tradizionale intensivo, per quanto riguarda le colture parallele e l’uso di arricchitori, dall’altro sfrutta come integrazione alimentare, gli organismi planctonici introdotti dall’esterno attraverso il ricambio idrico. L’ambiente di allevamento caratterizzato da ampi volumi idrici con idrodinamismo controllato, consente, inoltre, di mantenere adeguate caratteristiche alimentari delle prede per tempi più lunghi, in parte mantenute dallo stesso sistema. Una semplificazione degli elementi che caratterizzano il sistema di produzione nei grandi volumi, pertanto, può essere riassunto come segue: – qualità del seme, – densità di allevamento larvale, – idrodinamismo, – disponibilità di prede naturali ad integrazione di quelle prodotte nelle colture parallele, – igiene. Nell’ambito dell’insieme di conoscenze empiriche accumulate in 10 anni di sperimentazione e produzione in grandi volumi, gli obiettivi perseguiti da questo progetto di ricerca sono stati: razionalizzare le procedure di monitoraggio e controllo dello sviluppo del fitoplancton e zooplancton, propedeutiche al lancio della fase di allevamento larvale; formalizzare lo schema operativo di questo tipo di sistema di allevamento, attraverso la quantificazione di grandezze rilevanti durante la fase di lancio e di esercizio; sviluppare un modello quantitativo che consenta di supportare la diagnostica sul funzionamento del sistema. La ricerca è stata condotta presso l’avannotteria della Valle Figheri 2 (VE), mentre l’analisi dei campioni e la successiva elaborazione dei dati è stata svolta presso il Laboratorio di Ecologia Sperimentale ed Acquacoltura (LESA) dell’Università di Roma “Tor Vergata”. Il progetto di ricerca ha avuto una durata complessiva di 36 mesi ed ha comportato una fase preliminare nella quale sono state conciliate le esigenze del programma di ricerca con quelle produttive 7 dell’azienda dove è stata svolta l’esperienza e sono stati messi a punto i moduli di allevamento ed i protocolli sperimentali; una fase operativa nella quale sono state condotte le differenti esperienze produttive e sono stati collezionati i dati sperimentali su ripetuti cicli di allevamento della spigola (Dicentrarchus labrax) e dell’orata (Sparus aurata), svolti nel corso degli anni 2001 e 2002; ed una fase conclusiva nella quale è stata effettuata l’analisi dei dati e sono state elaborate le formulazioni definitive dei modelli. I gameti utilizzati nelle prove sono stati ottenuti attraverso le procedure standard attuate nell’impianto. La deposizione delle uova è basata sull’estensione del periodo riproduttivo e la manipolazione eco-fisiologica (induzione della deposizione mediante shock termici), regolando fotoperiodo e temperatura in maniera da riprodurre le condizioni naturali1. Nell’arco di due anni consecutivi (2001-2002) sono state realizzate 7 differenti prove di allevamento in altrettante vasche: in tre di esse sono state allevate spigole e nelle restanti quattro orate. Le sperimentazioni relative all’anno 2001 (relative alla specie Sparus aurata) sono state condotte utilizzando le uova provenienti da un unico evento riproduttivo. Tale evento, verificatosi in data 30/03/2001, ha fornito un totale di 3,6 Kg di uova di orata, che sono state ripartite in modo da ottenere i 4 moduli sperimentali denominati di seguito O1 (750000 larve), O2 (800000), O3 (900000) ed O4 (1100000). Le sperimentazioni relative all’anno 2002 (relative alla specie Dicentrarchus labrax), sono state condotte utilizzando le uova provenienti da un unico evento riproduttivo che si è verificato in data 03/02/2002 e che ha fornito circa 2,8 Kg di uova di spigola. Queste sono state ripartite in 3 aliquote corrispondenti alle prove di seguito denominate S1 (950000), S3 (900000), S3 (900000). Le rese produttive corrispondenti a ciascun modulo sperimentale sono riportate nella tabella seguente. Tabella a-1 Vasca Età Resa Data Larve Avannotti avannotti produttiva schiusa immesse prodotti tolti (gg) percent. O1 01/04/2001 750 000 58 30 000 4% O2 01/04/2001 800 000 58 40 000 5% O3 01/04/2001 900 000 85 40 000 4,4% O4 01/04/2001 1 100 000 98 174 000 15,8% S1 05/02/2002 950 000 87 200 000 21% S2 05/02/2002 900 000 92 130 000 14,4% S3 05/02/2002 900 000 83 285 000 31,6% La produzione di avannotti di spigola ed orata in vasche di allevamento larvale, quali i grandi volumi, presenta una certa eterogeneità numerica. Durante i cicli di allevamento sperimentali (vedi tabella a-1), a fronte di semine larvali confrontabili (750-1100 migliaia di larve), la gamma di giovanili prodotti è risultata molto ampia essendo compresa tra le 30 mila e le 174 mila unità nel caso dell’orata e tra le 130 mila e le 285 mila unità in quello della spigola, che pur partiva da semine di 900-950 mila larve. Le larve sono state trasferite all’interno dei moduli di allevamento larvale dopo 48 ore dalla schiusa. 1 Generalmente una rapida variazione di temperatura di 2 °C (da 14 a 16°C) è sufficiente ad indurre la deposizione che è unica nelle spigole e multipla nelle orate (multispawning). 8 La preparazione delle vasche per l’allevamento larvale è iniziata con la loro pulizia e disinfezione mediante cloro. Il volume di riempimento iniziale della vasca, pari a circa 90 % del volume totale, costituito da acqua ad una salinità di 40, è stata trattata con cloro (4 litri di soluzione al 4,5% di ipoclorito di sodio2) per 24 ore. Il residuo di NaOCl è stato poi neutralizzato con quantità equivalenti di tiosolfato di sodio. A questo punto la vasca è stata innescata con sacchi di alghe fino a che si è raggiunta una concentrazione di 50-500 mila cellule per ml. Nei primi 6-7 giorni dall’immissione delle larve il sistema è rimasto completamente chiuso ed ha funzionato sfruttando l’equilibrio tra le popolazioni di alghe, rotiferi, zooplancton naturale e larve. Intorno al 7° giorno di allevamento, l’elevata predazione da parte delle larve ha richiesto l’integrazione di microalghe e rotiferi prodotti nelle colture parallele, ed un primo intervento di rimozione del materiale di rifiuto che si era accumulato sul fondo. Dopo 10-15 giorni dalla schiusa le larve hanno insufflato la vescica gassosa, e questo è stato il segnale di via libera per l’apertura di un ricambio di ridotta portata (10%/giorno) con acqua salmastra (filtrata a 100-130 ? m). La somministrazione dei planctonti allevati è variata in funzione della loro taglia e seguendo l’ontogenesi delle larve: abbiamo iniziato a somministrare rotiferi3 arricchiti con Super Selco (ceppo da 150 ? m prima e da 300? m poi) per passare poi alla somministrazione di artemia AF (430 e 480 ? m) e infine di EG arricchita (700-800 ? m). La concentrazione di rotiferi in vasca è stata mantenuta intorno alle 10-15 unità/larva, in modo da stimolare una ricerca attiva della preda e favorire lo sviluppo delle capacità motorie e visive della larva. Le larve destinate al preingrasso sono state svezzate con mangime artificiale all’interno delle vasche di allevamento larvale4 , lo svezzamento è stato avviato a partire dal 40-50° giorno d’età per l’orata e dal 3040° giorno d’età per la spigola. I planctonti sono stati somministrati tre volte al giorno ad orari fissi (8 0013 00-17 00), mentre la quantità giornaliera di mangime artificiale è stato somministrata in continuo (dalle 7 00 alle 22 00) da mangiatoie automatiche. La raccolta dei dati e dei campioni è stata omogenea per tutte le prove sperimentali effettuate. Per ciascuna vasca i dati raccolti comprendono informazioni su: 1. Parametri chimico fisici (Temperatura, Salinità, Concentrazione dell’ossigeno disciolto e percentuale di saturazione dello stesso, Concentrazione dei composti organici dell’azoto (ammoniaca, nitriti, nitrati), Concentrazione della clorofilla a nella colonna d’acqua, Concentrazione della clorofilla a nel materiale presente sulla parete) 2. Campioni biologici (Zooplancton presente nella colonna d’acqua, Zoobenthos dalle pareti, Biometrie delle larve e contenuti stomacali). Inoltre sono stati raccolti campioni di zooplancton dell’acqua di ricambio e del materiale prelevato dal fondo della vasca, ed eseguite le conte delle popolazioni algali presenti nelle vasche. Sono stati prelevati, nel bacino di lagunaggio utilizzato per la captazione di acqua salmastra, campioni di Zooplancton presente nella colonna d’acqua e Zoobenthos. Risultati L’analisi del popolamento bentonico di fondo mobile campionato nel bacino di lagunaggio ha evidenziato che il taxon dominante è la famiglia degli Hydrobiidae (219 individui) seguito dalla specie Cerastoderma glaucum (156 individui), dalla specie Syllis fragilis (18 individui) e quindi dalla specie Gammarus insensibilis (15 individui); il resto delle specie campionate rappresenta, nell’insieme, il 6% del totale dei taxa osservati. Tra le specie rinvenute assumono grande rilievo i molluschi C. glaucum e Cerastoderma neritea, il polichete Hediste diversicolor ed il decapode Carcinus mediterraneus, che 2 3 4 NaOCl (5 ppm)- Na2 S2 O 3 (6 ppm). Alle spigole vengono somministrati rotiferi per 10 giorni, mentre per le orate tale periodo si può allungare fino a 50 giorni. Per le produzioni destinate alla semina da ripopolamento si può procedere alle semine precoci, senza somministrazione di alimento artificiale nel ciclo di allevamento. 9 Pérès e Picard considerano esclusive della biocenosi Lagunare Eurialina Euriterma (LEE) e definiscono quindi un popolamento ben adattato a condizioni di salinità e temperatura variabili quali quelle che si rinvengono negli ecosistemi di passaggio tra le acque dolci e quelle salate. Per analizzare le condizioni trofiche presenti nelle vasche, sono stati analizzati i dati raccolti relativi all’immissione nelle vasche di organismi provenienti dalle colture parallele. Quindi, è stata effettuata una comparazione pesata dei diversi apporti di alimento somministrato introdotti nelle vasche di allevamento. In questo senso, i dati ottenuti mediante l’annotazione sistematica delle somministrazioni di artemia, rotiferi e microalghe sono stati “pesati” rispetto alla quantità di larve seminate nelle vasche, in modo da ottenere dei trend medi rappresentativi del tipo di gestione che viene normalmente condotto. E’ emerso che la disponibilità di alimento somministrato subisce delle importanti variazioni giornaliere in rapporto alla distanza temporale dall’ultima somministrazione effettuata. Questo è particolarmente vero per i nauplii di A. salina, che sono consumati quasi totalmente nelle prime ore successive alla loro somministrazione. Infatti, i rotiferi rappresentano una preda che persiste maggiormente in vasca sia perché, a parità di biomassa, sono numericamente maggiori dei nauplii di A. salina, sia perché sono l’alimento delle larve quando queste sono in una fase vitale caratterizzata da una bassa “voracità”. Tutte queste considerazioni sono particolarmente evidenti per la spigola, che ha una spiccata tendenza a consumare l’alimento disponibile fino ad esaurirlo o, comunque, ad abbassarne drasticamente la concentrazione. L’analisi degli andamenti demografici delle specie ticobentoniche che colonizzano le vasche ha evidenziato delle convergenze tra le vasche in base alla specie che vi è stata allevata. In sostanza, nelle vasche utilizzate per l’orata si è assistito ad un andamento dapprima crescente e quindi decrescente, con un picco delle abbondanze localizzato in corrispondenza del 28°-30° giorno di età delle larve, mentre nelle vasche utilizzate per l’allevamento della spigola si è assistito ad un andamento dapprima costante e poi crescente verso la fase finale degli esperimenti. Globalmente, inoltre, le abbondanze registrate nelle vasche di orata sono sempre state di gran lunga maggiori di quelle osservate nelle vasche di spigola. Figura a-1 ANDAMENTO DELLE ABBONDANZE DEGLI ORGANISMI SELVATICI SULLA PARETE DELLA VASCA 02 ANDAMENTO DELLE ABBONDANZE DEGLI ORGANISMI SELVATICI SULLA PARETE DELLA VASCA 01 ABBONDANZE NEI CAMPIONI ABBONDANZE NEI CAMPIONI 700 600 500 400 300 200 100 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 0 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 51 54 57 0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 Pseudonychocamptus proximus juv. Tisbe holoturiae ABBONDANZE NEI CAMPIONI ABBONDANZE NEI CAMPIONI 60 50 40 30 20 10 0 10 12 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54 56 58 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 Pseudonychocamptus proximus juv. Tisbe longicornis 17 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 6 9 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 Pseudonychocamptus proximus juv. Tisbe holoturiae Tisbe holoturiae juv. ANDAMENTO DELLE ABBONDANZE DEGLI ORGANISMI SELVATICI SULLA PARETE DELLA VASCA S2 70 LINEA 1: ETA' DELLA VASCA - LINEA 2: ETA' DELLE LARVE (D.P.H.) 14 3 Pseudonychocamptus proximus Tisbe holoturiae juv. ANDAMENTO DELLE ABBONDANZE DEGLI ORGANISMI SELVATICI SULLA PARETE DELLA VASCA S1 Pseudonychocamptus proximus 11 0 LINEA 1: ETA' DELLA VASCA - LINEA 2: ETA' DELLE LARVE (D.P.H.) LINEA 1: ETA' DELLA VASCA - LINEA 2: ETA' DELLE LARVE (D.P.H.) Pseudonychocamptus proximus 8 160 140 120 100 80 60 40 20 0 16 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54 56 58 60 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 LINEA 1: ETA' DELLA VASCA - LINEA 2: ETA' DELLE LARVE Tisbe longicornis juv. Pseudonychocamptus proximus Pseudonychocamptus proximus juv. Tisbe holoturiae Tisbe holoturiae juv. 10 Gli andamenti osservati per la colonna d’acqua delle vasche, invece, non hanno permesso di evidenziare nessun pattern generale associato alle diverse variabili (specie allevata, anno, tempo). L’analisi degli andamenti per il mesozoobenthos ed il mesozooplancton ha messo in evidenza che i copepodi Arpacticoidi, essendo il taxa numericamente più abbondante, rivestono un ruolo di primo piano nell’economia del sistema. Essi utilizzano i due ambienti della vasca (la parete e la colonna d’acqua) in perfetto accordo con la loro peculiare ecologia, definita come ticobentonica. Questi copepodi si nutrono del fitobenthos che colonizza la parete e si spostano nella colonna d’acqua quando tale risorsa è stata esaurita, cercando nuove patches da sfruttare. La loro presenza, quindi, sarà variabile in entrambi gli ambienti, ma certamente più consistente sui substrati solidi. L’indagine esplorativa condotta calcolando una analisi fattoriale delle corrispondenza (CA), calcolata sulla matrice dei dati ottenuta accoppiando le serie relative ai popolamenti della parete e della colonna d’acqua nei due momenti della giornata campionati, ha permesso di ottenere l’ordinamento riportato in figura. Effettivamente, questo pattern suggerisce l’esistenza di affinità tra i membri di due gruppi O ed S, con l’eccezione della vasca O3 che risulta più affine alle vasche di spigola. L’ordinamento di cui sopra è stato calcolato sulla matrice dei dati ottenuta sostituendo alle abbondanze numeriche i biovolumi medii delle diverse specie, calcolati mediante le tecniche di analisi d’immagine precedentemente descritte. Questa conversione è stata effettuata poiché la biomassa è, in generale, uno stimatore più accurato dell’abbondanza numerica nel caso in cui si vogliano analizzare le dinamiche temporali di due popolazioni animali. Figura a-2 L’analisi d’immagine effettuata mediante il software TPSdig ha permesso di ottenere le dimensioni medie (lunghezza, larghezza e spessore) del corpo di ciascun gruppo di organismi selvatici (copepodi, larve di lamellibranchi, ecc.) ed allevati (rotiferi ed A. salina). Da queste dimensioni medie è stato possibile calcolare i biovolumi medii di ciascun gruppo. Al fine di validare l’ipotesi circa l’esistenza delle correlazioni evidenziate dall’analisi delle corrispondenze, abbiamo confrontato le serie di dati della parete e della colonna d’acqua calcolando per 11 ciascuna coppia possibile il valore del coefficiente di correlazione r di Spearman (Legendre & Legendre, 1998) e, quindi, il valore di significatività (p) di ciascuna misura. Quest’ultima operazione è stata condotta elaborando un apposito software in ambiente Visual Basic che provvedesse, dopo aver calcolato il valore del coefficiente di correlazione, a trasporre due elementi a caso in una delle due serie confrontate e quindi a ricalcolare il valore del coefficiente di correlazione. L’operazione di trasposizione e ricalcolo, condotta un numero elevato di volte (1.000), consente di ottenere il livello di significatività associato alla misura di correlazione. E’ possibile osservare, tra i risultati ottenuti per la parete, come siano statisticamente significative le correlazioni tra le serie O1, O2 e O4, comunque esse vengano confrontate. Questo dato è interessante perché indica che, in linea generale, il comportamento dei tre sistemi è stato molto simile (si guardi il valore del coefficiente di correlazione, in tutti i casi prossimo al valore massimo 1). Allo stesso modo, è risultata significativa la correlazione tra le vasche S1 ed S2, anche in questo caso con un valore di p ben sotto la soglia discriminate. Tabella a-2 CALCOLO DEL COEFFICIENTE DI CORRELAZIONE r DI SPEARMAN - DATI RELATIVI ALLE PARETI O2 O1 O2 O3 O3 r = 0.834821 r = 0.35625 p < 0.000000000 p = 0.075 O4 r = 0.766964 p = 0.005 S1 S2 r = 0.185714 r = 0.334821 p = 0.263 p = 0.138 r = 0.314286 r = 0.882143 r = 0.322321 r = 0.385714 p = 0.208 p < 0.000000000 p = 0.132 p = 0.049 r = 0.417857 p = 0.079 r = 0.761607 r = 0.771429 p = 0.001 p = 0.006 O4 r = 0.438393 r = 0.438393 p = 0.058 p = 0.072 S1 r = 0.815179 p < 0.00001 Se si analizzano i risultati ottenuti per le serie della colonna d’acqua, non tutte queste osservazioni vengono confermate. Nei risultati dei confronti delle serie PM si osserva ancora una contrapposizione a blocchi tra le vasche O ed S, ma questa volta due confronti violano questa norma: ancora quello tra le vasche O2 ed S2 e quello tra la vasca O4 e la vasca S1. Inoltre, la vasca O3 risulta associata sia alle altre O sia alle S, seppure con valori di r più bassi. I confronti effettuati per le serie AM si discostano ancora di più dalle considerazioni iniziali, infatti risultano non significative solo le correlazioni tra, rispettivamente, le serie O2 e O4, O2 ed S1, e O4 e S2. Al fine di approfondire lo studio sulle possibile correlazioni esistenti tra le varie serie di dati, abbiamo proceduto “sfalsando” le serie tra loro e ricalcolando il coefficiente di Spearman. In questo modo, abbiamo cercato di massimizzare la correlazione, eliminando eventuali sfasature temporali esistenti nei vari esperimenti. Lo sfalsamento delle serie ha permesso di ottenere, per quanto riguarda i dati PM, una migliore distinzione dei due blocchi O ed S, con l’eccezione della correlazione tra le serie O1 ed S2 (risultata significativa) e di quella tra le serie S1 ed S2 (risultata non significativa). L’analisi dei dati delle serie AM, per contro, ha evidenziato solo in parte una migliore contrapposizione tra vasche O e vasche S: permane una associazione significativa tra le vasche O1 e 2 con la vasca S2 e tra le vasche S1 e O4. In definitiva, nemmeno lo sfalsamento delle serie permette, sia nei dati che Am che in quelli PM, l’ottenimento di un risultato perfettamente concorde con quello messo in luce dalla CA globale e dall’analisi dei dati delle pareti. Le vasche O ed S si comportano in maniera differente solo in alcuni casi, e non emerge un pattern omogeneo per tutte le osservazioni condotte. Per avere una descrizione più completa delle dinamiche ecologiche, abbiamo effettuato delle misurazioni della clorofilla a presente sulla parete e nell’acqua delle vasche O4 ed S3. I metodi utilizzati sono stati descritti nella sezione relativa del capitolo precedente. 12 In figura a-31 è riportato l’andamento della clorofilla a nell’acqua della vasca O4, mentre in figura a-32 è riportato l’andamento corrispondente nell’acqua della vasca S3. E’ possibile osservare come i due andamenti siano profondamente diversi. Il grafico della vasca O4 mostra costanti oscillazioni, che tendono ad attenuarsi a partire dal 30° giorno di età della vasca. Il valore di concentrazione medio lungo la serie temporale è di circa 2.74 mg/litro. L’andamento della vasca S3 è, invece, più semplice da interpretare: la quantità di pigmento nell’acqua decresce fino a stabilizzarsi su un valore di circa 2 mg/litro. Figura a-3 ANDAMENTO CONCENTRAZIONE CLOROFILLA A NELL'ACQUA DELLA VASCA S3 ANDAMENTO CONCENTRAZIONE CLOROFILLA A NELL'ACQUA DELLA VASCA O4 15 CHL A:mg/litro CHL A: mg/litro 15 10 5 10 5 0 0 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 1 45 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 3 1 4 1 5 1 6 1 7 1 8 1 9 2 0 2 1 2 2 2 3 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 3 5 ETA' VASCA (GIORNI) ETA' VASCA (GIORNI) Sebbene la misura di questo parametro sia stata condotta su due sole vasche, una per ciascuna specie allevata, ed il numero limitato di dati non ci abbia permesso di trarre delle conclusioni definitive, abbiamo ipotizzato, tuttavia, che i diversi andamenti del periphyton fossero condizionati da quelli dei copepodi Arpacticoidi presenti sulla parete, essendone questi ultimi i principali consumatori. I dati dei contenuti stomacali, riferite alle larve campionate di mattina, sono stati immessi in una matrice i cui vettori rappresentano i singoli individui campionati. La CA condotta su tale matrice ha prodotto i primi 3 assi che assorbono, rispettivamente, il 17,02%, il 14,50% ed il 13,62% dell’inerzia totale del sistema pari al 45,14% di quella dei dati. Il modello dei punti-osservazione e dei punti-items generato dai primi due assi mostra come gli stessi si distribuiscano formando una figura triangolare. Non è possibile individuare dei clusters, o raggruppamenti di punti. Tuttavia la maggior parte dei puntiosservazione è addensata vicino all’origine, intorno al valore di –0.5 sul semiasse negativo del primo asse fattoriale. Figura a-4 ORDINAMENTO CA DEI CAMPIONI DELLA MATTINA DELLE VASCHE O1,O2,O3 ED S1,S2,S3 - 1415 INDIVIDUI X 10 ITEMS 4 Nauplii di A. s. 3.5 3 T. holot. F2 (14,05 %) 2.5 T. holot. juv. 2 1.5 P. prox. 1 Larve di lamellibranchi P. prox. juv. 0.5 B. plicatilis 0 -1 -0.5 0 -0.5 Polline 0.5 1 Nauplii di Copepodi 1.5 2 Cisti di2.5A. salina 3 -1 F1 (17,02 %) In questa regione troviamo anche i punti-items relativi al B. plicatilis, alle larve di lamellibranchi, 13 ai granuli di polline ed ai nauplii di copepodi. Gli altri punti-items, ovvero quelli relativi ai giovanili ed agli adulti delle specie di Copepodi Arpacticoidi ed ai nauplii e cisti di A. salina, sono tutti spostati nel 1° e nel 4° quadrante, e sono più dispersi rispetto ai punti-items raggruppati nell’emipiano negativo di F1. Per questo motivo, non è possibile leggere una “direzione” nell’ordinamento. Per visualizzare i raggruppamenti esistenti tra i punti-osservazione, cioè per attribuire ciascun punto del grafico all’insieme dei punti appartenenti ad una stessa vasca oppure caratterizzati dalla stessa età, è stato utilizzato il sistema degli spider-plot. In questo metodo i punti-osservazione di uno stesso gruppo vengono uniti mediante delle rette al centroide grafico del gruppo. In questo modo, la figura risultante descrive la dislocazione dell’insieme di punti sul grafico e, mediante il confronto con gli altri gruppi, permette di: (1) confrontare la dispersione dei punti di gruppi diversi; (2) studiare la posizione reciproca dei centroidi grafici; (3) mettere in relazione gli assi fattoriali con questi differenti aspetti. Un primo confronto tra gli spider-plot di lotti di età diversa mostra che, indipendentemente dalla specie (nei grafici non viene fatta distinzione tra individui di Sparus aurata e individui di Dicentrarchus labrax), i centroidi di età progressivamente superiori hanno valori maggiori della coordinata su F1. In altre parole, al crescere dell’età del lotto il relativo centroide si sposta verso destra partendo dal semiasse negativo per passare sul semiasse positivo del primo asse fattoriale. Un secondo confronto deve tener conto della dispersione dei punti intra ed interlotto. All’aumentare dell’età, infatti, la dispersione dei punti-osservazione, propri di ciascun lotto, aumenta, ovvero, lotti di età maggiore contengono punti-osservazione maggiormente distanti tra loro rispetto a quelli di lotti più giovani. Così, i lotti di età pari a 6 ed 8 giorni contengono punti quasi tutti sovrapposti, mentre quelli di età minore di 20 giorni sono caratterizzati da un gruppo di punti posizionati nei pressi del centroide e pochi altri punti “periferici” ad esso collegati. A partire dal lotto di 22 giorni la situazione cambia: aumentano i punti lontani dal centroide e, parallelamente, aumenta la distanza massima dei punti all’interno di ciascun gruppo. Entrambi queste relazioni (aumento del valore della coordinata lungo F1 e della dispersione con l’età) sono molto ben evidenti lungo la serie degli spider-plot riportati. Poiché i punti-items sono la trasposizione grafica della composizione dei contenuti stomacali delle larve, è naturale leggere una maggiore dispersione dei punti-osservazione di un lotto come una maggiore variabilità dell’alimentazione delle larve del lotto stesso. La distanza tra i punti-osservazione di un dato lotto, dunque, è positivamente correlata con la diversità della scelta trofica operata dalle larve. 14 Figura a-5 In questo modo, i lotti di età minore mostrano una bassa variabilità trofica, mentre quelli di età maggiore, al contrario, comprendono individui che hanno operato una scelta alimentare più 15 eterogenea. Inoltre, la gradualità nell’aumento della variabilità trofica lungo la scala d’età, suggerisce l’esistenza di un trend continuo nell’aumento della diversità dei contenuti stomacali. Dal confronto dei due ordinamenti ottenuti, alla luce dei contributi assoluti analizzati e delle osservazioni riportate dagli spider-plot, possiamo affermare che: (1) la disposizione dei punti-items lungo il primo asse sembra seguire un gradiente dimensionale, legato appunto alle dimensioni corporee medie di ciascun items; (2) la disposizione dei punti-osservazione lungo il primo asse sembra seguire un gradiente dimensionale, ovvero temporale, legato alle dimensioni delle larve e quindi alla loro età; (3) la disposizione dei punti-osservazione e dei punti-items lungo il secondo ed il terzo asse fattoriale sembra seguire un gradiente “trofico” nella selezione operata dalle larve nell’ambito di items simili per dimensioni. La prima ipotesi scaturisce dalla precisa corrispondenza tra biovolumi (o dimensioni medie) e coordinata su F1 dei punti-items. Come già esposto in precedenza, in entrambi gli ordinamenti si ritrova la sequenza che parte da B. plicatilis e porta agli adulti di T. holoturiae. E’ importante osservare che, come visto nella parte relativa allo zooplancton e zoobenthos, gli organismi selvatici, tra cui i copepodi Arpacticoidi, colonizzano in maniera stabile il sistema dopo l’apertura del ricambio. I vari items, quindi, non sono tutti presenti contemporaneamente nel mesocosmo, e il primo asse può assumere un significato temporale anche nella comparsa e nello sviluppo di questi ultimi. La seconda ipotesi, circa la disposizione dei punti-osservazione, è una conseguenza diretta delle informazioni riportate dagli spider-plot. In essi abbiamo visto che la successione dei centroidi lungo F1 va di pari passo con l’aumentare dell’età del lotto considerato. In questo modo, individui di età superiore sono spostati verso destra rispetto a individui più giovani. Nelle sezioni precedenti sono stati esaminati i diversi aspetti relativi alla presenza ed al ruolo nella dieta delle larve della comunità di organismi selvatici che si sviluppa nelle vasche di allevamento. Allo stesso modo, abbiamo tracciato un quadro della strategia utilizzata per la gestione delle somministrazioni di organismi provenienti dalle colture parallele (B. plicatilis e nauplii di A. salina). In particolare, per entrambi questi gruppi di argomenti, abbiamo evidenziato che: (1) esistono delle affinità molto forti tra vasche nelle quali vengono allevate larve di spigola o, allo stesso modo, tra vasche nelle quali vengono allevate larve di orata, e tali similitudini si spingono fino al punto da farci individuare due diverse tipologie di vasche quanto a sviluppo e ruolo della componente selvatica e gestione degli apporti esterni; (2) le similitudini e le differenze tra le diverse vasche sono riconducibili all’ecologia larvale della specie allevate ed agli opportuni accorgimenti che, durante l’allevamento larvale, caratterizzano la gestione delle vasche. Questi due fattori, combinati insieme, determinano l’insorgenza di condizioni caratteristiche nelle vasche di allevamento, tra cui il particolare quadro di disponibilità alimentare che si registra nelle prime ore del giorno, prima della prima somministrazione di alimento. Infatti, è possibile osservare come, nel caso dell’orata (figura a-58 ), la situazione sia variabile, con l’alimento selvatico che diventa particolarmente importante dopo il 24°-25° giorno di età delle larve. In effetti, è proprio in questa fase che si concentra la predazione da parte delle larve sui copepodi Arpacticoidi mentre le somministrazioni di rotiferi diventano più rade e cominciano ad essere somministrati i nauplii di A. salina. Questo secondo aspetto è di primaria importanza, poiché i nauplii di A. salina hanno un “tempo di persistenza in vasca” molto più basso di quello dei rotiferi. Questo è determinato dal fatto che i nauplii sono immessi in quantità più modesta (dal punto di vista numerico) per essere rapidamente consumati, poiché altrimenti vanno incontro a d una rapida perdita delle loro caratteristiche nutrizionali. Un altro aspetto fondamentale da sottolineare è quello relativo al fatto che le larve di orata, di natura molto meno voraci delle larve di spigola, tendono a non consumare completamente l’alimento presente in vasca e, per questo, una piccola parte delle somministrazioni resta 16 nelle vasche stesse. Figura a-6 Brachionus plicatilis nauplii di Artemia salina Brachionus plicatilis nauplii di Artemia Salina 1.60 1.60 mattina 1.40 1.20 biovolume (mm3) biovolume (mm3) pomeriggio 1.40 1.20 1.00 0.80 0.60 1.00 0.80 0.60 0.40 0.40 0.20 0.20 - - 0 5 10 15 20 25 età larve (giorni) 30 35 40 45 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 età larve (giorni) Le figure a.60 - a.61 (predizione calcolata rispetto all’età delle larve, nei due momenti della giornata) e a.62 – a.63 (predizione calcolata rispetto all’ età delle larve rispetto ai due differenti tipi di preda) riportano i risultati ottenuti mediante la simulazione del comportamento trofico delle larve di orata mediante l’uso di una rete neuronale appositamente sviluppata ed addestrata a partire da una parte del set di dati disponibili. Al termine dell’addestramento, il modello ha consentito di spiegare il 50% della varianza per i biovolumi di Brachionus plicatilis ed il 48% di quella dei nauplii di Artemia salina, con errori quadratici medi pari rispettivamente a 0.0208 e 0.0311. L’errore è stato valutato in riferimento ad un insieme di dati totalmente indipendente da quelli usati per l’addestramento e la validazione. Questo risultato è da considerarsi decisamente soddisfacente in rapporto alla complessità del problema ed alla variabilità osservata, e consente di delineare in maniera efficace la dinamica del consumo della predazione esercitata sui due food items. L’indagine morfo-anatomica sulla qualità di alcuni dei lotti ottenuti mediante le prove sperimentali ha riportato che, delle 75 tipologie malformative considerate, ne sono state osservate un totale di 43. Le 32 tipologie risultate assenti nel lotto oggetto di questo studio sono riportate in Tab. a-3, dalla quale risulta che ben 14 anomalie gravi non sono state rilevate in questo lotto, tra le quali le deformazioni cefaliche (anomalie 14, 19 e 17). I risultati generali della valutazione qualitativa hanno evidenziato una frequenza del 95% di individui malformati, che presentavano una media di 5,3 anomalie per individuo. In questo lotto sono state osservate 43 tipologie malformative differenti ed il 43,2% delle anomalie osservate erano gravi, presenti nel 72,8% degli individui osservati, con un carico medio di 3 anomalie gravi ciascuno. L’anomalia più frequentemente osservata (12,1% delle anomalie osservate) è una deformazione considerata ‘leggera’, la deformazione dell’arco neurale delle vertebre pre-emali, mentre la deformazione delle vertebre emali (C4) è quella grave più frequente (9,4%). 17 Tabella a-3 sbA Sa A1 A3 A5* B5* B7 e B7* sbC C5* C6* sbD D1 D3 D5* D6* E8sx E11 Cor sx Cor dx Cer sx L8 sx L8 dx L11sx 12 13 14 19 17sx 17dx 17*dx 17*sx Saddle -b a c k n e l l a r e g i o n e d e l l e v e r t e b r e c e f a l i c h e Scoliosi nella regione delle vertebre cefaliche Lordosi nelle vertebre cefaliche Parziale fusione delle vertebre cefaliche Ossificazione suprannumeraria nella regione neurale delle vertebre cefaliche O s s i f i c az i o n e s u p r a n n u m e r a r i a n e l l a r e g i o n e n e u r a l e d e l l e v e r t e b r e p r e emali Costa pleurale deformata o soprannumeraria Saddle -b a c k n e l l a r e g i o n e d e l l e v e r t e b r e e m a l i Ossificazione suprannumeraria nella regione neurale delle vertebre emali Ossificazione suprannumeraria nella regione emale delle vertebre emali Saddle -b a c k n e l l a r e g i o n e d e l l e v e r t e b r e c a u d a l i Lordosi nelle vertebre caudali Parziale fusione delle vertebre caudali O s s i f i c a z i o n e s u p r a n n u m e r a r i a n e l l a r e g i o n e n eu r a l e d e l l e v e r t e b r e c a u d a l i Ossificazione suprannumeraria nella regione emale delle vertebre caudali Pterigioforo sinistro della pinna pettorale deformato Deformazione dei raggi della pinna pettorale Coracoide sinistro deformato Coracoide destro deformato Ceratoiale destro deformato Basipterigio sinistro (pterigioforo della pinna pelvica) deformato Basipterigio destro (pterigioforo della pinna pelvica) deformato Deformazione dei raggi della pinna pelvica sinistra Assenza di vescica natatoria Presenza di calcoli nei dotti urinari Prognatismo del dentale M a s c e l l a r e o P r e -m a s c e l l a r e a n o m a l o Opercolo sinistro deformato o ridotto Opercolo destro deformato o ridotto Raggi branchiostegi di destra deformati, assenti o fusi Raggi branchiostegi di sinistra deformati, assenti o fusi Inoltre sono state osservate anomalie in tutte le pinne, con frequenze molto basse nella pinna pettorale e pelvica. Da questa indagine giunge un’ulteriore conferma del fatto che alcune anomalie gravi, come l’assenza di vescica natatoria, la presenza di calcoli nel tratto terminale dei dotti urinari, e le anomalie dell’opercolo, che in passato colpivano con incidenze elevate i lotti di spigola da allevamento, sono completamente assenti in lotti di spigola allevati in grandi volumi. Discussioni Alcuni autori hanno evidenziato come il successo nell’allevamento della spigola e dell’orata dipenda da alcuni fattori critici: (1) la transizione da alimentazione endogena ad alimentazione esogena Parra & Yúfera, 2000; Hatziathanasiou et al., 2002; Papandroulakis et al., 2000-2002; Qin et al., 1995); (2) l’insufflamento della vescica natatoria (Shields, 2001; Planas & Cunha, 1999; Fielder et al., 2002); (3) la bontà della dieta disponibile per le larve durante l’allevamento (Shields, 2001). In effetti, la disponibilità di prede condiziona la sopravvivenza delle larve dopo l’apertura della bocca, poiché condiziona la durata del passaggio da un’alimentazione endogena ad una esogena (Parra & Yúfera, 2000) e poiché densità di prede troppo basse possono determinare l’insorgenza di fenomeni di digiuno prolungato (starvation) che rende le larve incapaci di alimentarsi per la troppa debolezza. Nei primi 20 giorni dell’allevamento larvale della spigola dell’orata, le mortalità che si osservano sono dovute almeno in parte al mancato adattamento ad una dieta esogena. Durante questo periodo, lo sviluppo delle larve è molto complesso, concentrato e sensibile alle condizioni esterne (soprattutto quelle trofiche e quelle relative alla superficie dell’acqua). Dopo l’apertura della bocca, le larve sviluppano la loro capacità di caccia, inizialmente limitata dalle non completamente sviluppate capacità di nuoto (Kentouri, 1982, 1984, 1986). Inoltre, migliorano la loro capacità di alimentarsi mediante l’apprendimento della morfologia e del comportamento delle prede (Puvanendran & Brown, 1999). In questo contesto, la 18 concentrazione delle prede nell’ambiente è un fattore critico poiché influenza anche la velocità con cui le larve acquisiscono esperienza. Per questo motivo, è importante sottolineare come l’allevamento larvale in mesocosmi possa migliorare la capacità delle larve di catturare le prede, come osservato da Kieffer and Colgan (1992). Sebbene il digiuno prolungato fino all’inedia (starvation) sia un fenomeno poco conosciuto, è risaputo che esso può causare mortalità importanti durante l’allevamento larvale (Puvanendran & Brown, 1999). Alcuni autori hanno evidenziato che, nei sistemi di allevamento larvale intensivo, basati esclusivamente sulla somministrazione dall’esterno in 2/3 aliquote quotidiane di planctonti, le forti fluttuazione della concentrazione delle prede possono causare gravi problemi alle larve. Questo problema può essere aggravato dalla difficoltà di stabilire con precisione la quantità di alimento da somministrare in vasca, quantità che varia secondo diversi parametri quali la taglia delle larve, il loro numero, il loro comportamento e l’ambiente (Papandroulakis et al. 2000). Altri autori hanno evidenziato come una dieta basata esclusivamente sulla somministrazione di B. plicatilis e nauplii di A. salina possa essere insufficiente in termini nutrizionali (ad esempio per l’apporto di vitamina A alle larve) (Shields, 2001). Lo zooplancton marino, quindi, è stato indicato come una possibile fonte di nutrimento alternativa, idonea alla risoluzione di questi problemi (Støttrup & Norsker, 1997; Shansudin et al., 1997). In questo senso, Van der Meeren e Naas (1997) hanno sviluppato metodi estensivi e semi-intensivi per l’allevamento del merluzzo, della spigola, dell’orata e del rombo. Questi sistemi sono caratterizzati dalla produzione di copepodi quali principali food items. I maggiori problemi che riguardano l’utilizzo di queste tecniche sono dalla variabilità della biomassa di copepodi rispetto alla domanda di alimento rappresentata dalle larve. D’altra parte i copepodi, e lo zooplancton selvatico in generale, sono stati indicati come alimenti eccellenti per le larve di teleostei, sia in termini nutrizionali che in termini di “accessibilità” (Payne & Rippingale., 2001). Helland et al. (2003) hanno evidenziato come i copepodi Arpacticoidi possano essere migliori dei nauplii di Artemia salina arricchiti nel supportare nutrizionalmente l’allevamento larvale dell’halibut. Payne et al. (2001), d’altronde, hanno dimostrato che diete “miste”, composte di nauplii di Copepodi e rotiferi arricchiti, migliorano fortemente la crescita e la sopravvivenza delle larve di pagro (Pagrus auratus) e di Glaucosoma hebraicum, rispetto ad un allevamento di controllo basato esclusivamente sulla somministrazione di rotiferi. Liao et al. (2001), poi, sostengono che larve di lamellibranchi, trocofore e copepodi sono alimenti ottimi, da un punto di vista nutrizionale, per le larve di Teleostei, poiché contengono più di 10 mg/g di peso secco (DW) di acido esicosapentenoico (EPA) e acido docosoesanoico (DHA). Nonostante questa serie di vantaggi, l’utilizzo in acquacoltura di zooplancton selvatico per l’allevamento larvale è limitato ad una piccola parte della produzione totale europea. A questo stadio, esso è perlopiù ristretto a sistemi estensivi (o estensivi modificati), nei quali lo zooplancton selvatico viene raccolto usando filtri diversi in modo da ottenere specifici intervalli di taglia. Quindi viene somministrato direttamente oppure stoccato in colture semicontrollate all’aperto (Støttrup & Norsker, 1997). Questo perché esistono diversi problemi connessi alla produzione di quantità adeguate di zooplancton in condizioni controllate. Nella nostra trattazione abbiamo osservato come, nei Grandi Volumi descritti nel presente lavoro, lo zooplancton selvatico si sviluppi naturalmente fino a produrre biomasse considerevoli che sono disponibili per la predazione da parte delle larve. I risultati descritti hanno permesso di stabilire come, a seconda della specie ittica allevata, lo sviluppo del sistema segua un percorso “ecologico” definito dallo sviluppo degli organismi e dal rapporto predatore/preda che questi contraggono. All’interno delle vasche, le popolazioni zooplanctoniche e zoobentoniche cambiano in abbondanza ed in composizione a seconda delle interazioni trofiche con le larve di pesci. Per quanto riguarda la componente autotrofa, è stato evidenziato come quella presente nella colonna d’acqua sia riconducibile quasi esclusivamente alle somministrazioni esterne di microalghe 19 provenienti da colture parallele, al contrario, la componente bentonica è il risultato di un processo di colonizzazione operato da organismi provenienti dal bacino esterno da cui viene attinta l’acqua utilizzata per il riempimento ed il ricambio delle vasche di allevamento. Per questi motivi, poiché il raggiungimento di concentrazioni adeguate di microalghe all’interno della colonna d’acqua sono il risultato di somministrazioni progressive e dell’innesco di processi di bloom all’interno delle vasche, risulta evidente come il processo di “preparazione” delle vasche, precedente all’immissione delle larve, non debba essere ridotto al di sotto di 7 giorni e, anzi, è auspicabile che sia protratto a 10 giorni. All’interno di questo periodo, le vasche dovrebbero essere monitorate al fine di regolarne le somministrazioni. Questo per avere, alla fine del periodo di lancio, vasche pronte per sostenere (da un punto di vista qualitativo) le popolazioni zooplanctoniche. Per quanto riguarda, invece, le popolazioni fitobentoniche presenti sulle pareti, essendo la loro comparsa dipendente dall’apertura del ricambio idrico, non è possibile ipotizzare modelli di gestione ottimale differenti da quelli già adottati. Infatti, mentre sarebbe auspicabile un’apertura precoce del ricambio, in modo da favorire una crescita ottimale di questi organismi, è risaputo che non è possibile aprire il ricambio, laddove la salinità dell’acqua del bacino esterno sia assai differente da quella dell’acqua di mare, fino al momento in cui la maggior parte delle larve non abbiano sviluppato la vescica natatoria. Quindi, è evidente che lo sviluppo della componente fitobentonica sarà necessariamente innescato dal raggiungimento di un determinato stadio ontogenetico da parte delle larve. Lo stesso discorso vale per la componente zooplactonica di organismi selvatici: essi penetrano dall’esterno solo all’atto dell’apertura del ricambio idrico e, pertanto, non possono raggiungere concentrazioni rilevanti prima che siano trascorsi almeno 7 giorni (come precedentemente messo in evidenza per i risultati descritti nel caso dell’orata). D’altronde, poiché lo sviluppo delle popolazioni di organismi animali selvatici è basato sullo sfruttamento delle risorse autotrofe (di ogni tipo) presenti nelle vasche, essi rappresentano un fattore negativo per il mantenimento di concentrazioni adeguate di microalghe. Questo discorso, tuttavia, deve essere analizzato più in dettaglio, poiché è noto che, mentre i copepodi Arpacticoidi non si nutrono di microalghe planctoniche, i copepodi Calanoidi, Ciclopoidi e le larve di lamellibranchi attingono da questa risorsa trofica. Ecco allora che, per salvaguardare il pool di microalghe presenti nelle vasche alla fine della fase di lancio, e durante le prime fasi di allevamento, si dovrebbe privilegiare la componente ticobentonica (o bentonica) della comunità animale selvatica. D’altronde, quando il mantenimento di concentrazioni di microalghe adeguate diviene impossibile a causa dell’apertura del ricambio, questo problema di selezione non è più rilevante. Ricapitolando, durante la fase di lancio e la prima fase di allevamento larvale, si dovrà prestare particolare attenzione ad una serie di fattori: 1. Lo sviluppo di una popolazione di microalghe adeguata, generata dall’innesco mediante somministrazione di sacchi da colture parallele. Il fattore temporale, ovvero il tempo di “maturazione” delle vasche antecedente alla semina delle larve, risulta essere la chiave essenziale di questo processo. 2. Lo sviluppo di una popolazione animale di organismi selvatici che, come dimostrato in questo lavoro, può rappresentare un’importante risorsa trofica per le larve. Questo fenomeno deve essere collocato in una fase “media” dell’allevamento larvale, poiché è primariamente determinato dall’apertura del ricambio idrico. 20 Bibliografia Boglione C., Gagliardi F., Scardi M., Cataudella S. 2001. Skeletal descriptors and qualiy assesment in larvae adn post-larvae of wild-caught and hatchery-reared gilthead sea bream (Sparus aurata L., 1758); Aquaculture 192: 1-22 Cataudella S., Russo T., Lubrano P., De Marzi P., Spanò A., Fusari A., Boglione C. 2002. An ecological approach to produce “wild like” juveniles od sea bass and sea bream: trophic ecology in semiintensive hatchery conditions. Book of Extended Abstract and Short Communications, Aquaculture Europe Conference 2002 “Seafarming today and tomorrow” – Trieste, Italy. Fielder D.S., Bardsley W.J., Allan G.L., Pankhurst P.M., 2002. Effect of photoperiod on growth and survival of snapper Pagrus auratus larvae. Aquaculture 211: 135-150. Hatziathanasiou A., Paspatis M., Houbart M., Kestemont P., Stefanakis S., Kentouri M., 2002. Survival, growth and feeding in early life stages od European sea bass (Dicentrarchus labrax) intensively cultured under different stocking densities. Aquaculture 205: 89-102. Helland S., Terjesen B.F., Berg L., 2003. Free amino acid and protein content in the planktonic copepod Temora longicornis compared to Artemia franciscana. Aquaculture, 215: 213-228. Kentouri M., Divanach P. 1982. Differences et similitudes dans la genese des comportements locomoteurs et trophique des stades prelarvaires de Sparus aurata, Diplodus vulgaris et Diplodus sargus; Aquaculture, 27: 355-376 Kentouri M., Divanach P. 1986. Spectres alimentaires des larves de sparides en conditions controlées. Sélectivité spécifique de la daurade Sparus aurata; Oceanol. Acta, 9, 3: 343-348 Kentouri M., Divanach P., Paris J. 1984. Approche du comportement trophique des larves du sar (Diplodus sargus), de la daurade(Sparus auratus), du charax (Puntazzo puntazzo) et du marbré (Lithognathus mormyrus); L'Aquaculture du Bar et des Sparidés, INRA Publ., Paris: 139-159 Kieffer J.D., Colgan P.W., 1992. The role of learning in fish behaviour. Reviews in Fish Biology and Fisheries, 2: 125-143. Legendre P., Legendre L., 1998. Numerical ecology. Elsevier Science B.V., Amsterdam, 1998, 853 pp. Liao I.C., Su H.M., Chang E.Y., 2001. Techniques in finfish larviculture in Taiwan. Aquaculture 200: 131. Payne M.F., Rippingale R.J., 2001. Effects of salinity, cold storage and enrichment on the calanoid copepod Gladioferens imparipes. Aquaculture, 201: 251-262. Payne M.F., Rippingale R.J., Clearly J.J., 2001. Cultured copepods as food for West Australian dhufish (Glaucosoma hebraicum) and pink snapper (Pagrus auratus) larvae. Aquaculture, 194: 137-150. Papandroulakis N., Divanach P., Kentouri M., 2002. Enhanced biological performance of intensive sea bream (Sparus aurata) larviculture in the presence of phytoplankton with long photophase. 21 Aquaculture 204: 45-63. Papandroulakis N., Markakis G., Divanach P., Kentouri M., 2000. Feeding requirements of sea bream (Sparus aurata) larvae under intensive rearing conditions. Development of a fuzzy logic controller for feeding. Aquaculture Engineering, 21: 285-299. Parra, G., Yúfera, M., 2000. Feeding, physiology and growth responses in first-feeding gilthead seabream (Sparus aurata L.) larvae in relation to prey density. Journal of Experimental Marine Biology and Ecology 243, 1-15. Planas, M., Cunha, I., 1999. Larviculture of marine fish: problems and perspectives. Aquaculture 177, 171-190. Puvanendran, V., Brown, J.A., 1999. Foraging, growth and survival of Atlantic cod larvae reared in different prey concentrations. Aquaculture 175, 77-92. Qin J., Madon S.P., Culver D.A., 1995. Effect of larval walleye (Stizostedion vitreum) and fertilization on the plankton community: implications for larval fish culture. Aquaculture 130: 51-65. Shields R.J., 2001. Larviculture of marine finfish in Europe. Aquaculture 200: 55-88. Shansudin, L., Yusof, M., Azis, A., Shukri, Y., 1997. The potential of certain indigenous copepod species as live food for commercial fish larval rearing. Aquaculture 151 Shansudin L., Yusof M., Azis A., Shukri Y. 1997. The potential of certain indigenous copepod species as live food for commercial fish larval rearing; Aquaculture, 151: 351-356 St? ttrup J.G., Norsker N.H. 1997. Production and use of copepods in marine fish larviculture; Aquaculture, 155: 231-247 Van der Meeren T., Naas K. E. 1997. Development of Rearing Techniques Using Large Enclosed Ecosystems in the Mass Production of Marine Fish Fry; Reviews in Fisheries Science, 5(4): 367390 22 ALLEGATI 2. 3. 1. LANCIO BIOLOGICO Monitoraggio delle condizioni chimico/fiscihe della vasca (soprattutto della temperatura) in modo da evitare shock alle larve all’atto del trasferimento Monitoraggio delle popolazioni algali, che devono raggiungere almeno la concentrazione di 0.6 milioni di cellule per ml FASE 2 (10-25 giorno di età delle larve) IMMISSIONE DELLE LARVE AL 4° GIORNO DI ETA’ DOPO LA SCHIUSA 1. 2. 3. 4. PRIMA FASE ALLEVAMENTO LARVALE 5. 6. Il sistema è isolato dall’esterno Le larve sono alimentate con rotiferi ed alghe Continuano le immissioni di alghe unicellulari, in ragione di 300 litri di coltura ogni 2 giorni E’ necessaria, prima di ogni somministrazione, la comta delle concentrazioni degli zooplanctonti presenti nell’acqua della vasca Le albumine prodotte dalle alghe ed accumulate dallo skimmer a delta devono essere rimosse giornalmente, così come gli olii agglutinati dallo skimmer ad R. In questa fase non viene effettuato nessun intervento di sifonamento del fondo della vasca, ed eventuali morie delle larve vengono evidenziate dal galleggiamento delle larve morte Monitoraggio delle popolazioni di alghe e rotiferi. Queste ultime devono essere quanto più possibile stabili intorno al valore di 10-15 unità/larva per favorire la ricerca attiva da parte delle larve. E’ importante un accurato monitoraggio dei contenuti stomacali, dell’attività delle larve, al fine di seguire le prime fasi dell’alimentazione e dell’ontogenesi larvale FASE 3 ( 25-50 giorni di età delle larve) APERTURA DEL RICAMBIO IDRICO CON ACQUA PRELEVATA DA BACINI NATURALI 1. 2. 3. SECONDA FASE ALLEVAMENTO LARVALE Ricambio idrico inizialmente pari al 10% al giorno, successivamente crescente fino a raggiungere il 40% al giorno in volume I taxa selvatici presenti nelle vasche entrano in maniera consistente nella dieta delle larve Alla fine di questa fase si procede allo svezzamento progressivo con mangimi inerti, che diventano l’unica fonte di alimento per le larve Le popolazioni di planctonti oscillano in maniera marcata e non è più possibile mantenerle costanti. Diventa essenziale una valutazione corretta delle somministrazioni, specie per evitare fenomeni di cannibalismo. SVEZZAMENTO COMPLETO CON MANGIMI INERTI O EVENTUALE SEMINA 1. FASE 1 (0-7 giorni di età della vasca) ALLESTIMENTO DELLA VASCA Riempimento con acqua marina filtrata a 300 µm; Sterilizzazione con Ipoclorito di Sodio Neutralizzazione dell’ipoclorito con Tiosolfato Dopo 12 ore di azione del tiosolfato, inoculo in vasca di ¾ sacchi di colture algali, per un volume totale di 1000 litri (ogni sacco di cotura contiene 2 -3 milioni di cellule per ml). La scelta dei sacchi di coltura dovrebbe essere effettuata in modo da garantire una immissione polispecifica. ALLESTIMENTO DELLA VASCA 2. 3. 1. LANCIO BIOLOGICO Riempimento con acqua marina filtrata a 300 µm; Sterilizzazione con Ipoclorito di Sodio Neutralizzazione dell’ipoclorito con Tiosolfato Dopo 12 ore di azione del tiosolfato, inoculo in vasca di ¾ sacchi di colture algali, per un volume totale di 1000 litri (ogni sacco di cotura contiene 2-3 milioni di cellule per ml). La scelta dei sacchi di coltura dovrebbe essere effettuata in modo da garantire una immissione polispecifica. Monitoraggio delle condizioni chimico/fiscihe della vasca (soprattutto della temperatura) in modo da evitare shock alle larve all’atto del trasferimento. Illuminazione continua delle vasche (24 ore al giorno) per favorire la fioritura algale. Nei giorni succesivi all’inoculo dei sacchi, deve essere effettuato un monitoraggio giornaliero delle popolazioni algali, che devono raggiungere almeno la concentrazione di 0.2 milioni di cellule per ml prima dell’immissione delle larve. IMMISSIONE DELLE LARVE AL 4° GIORNO DI ETA’ DOPO LA SCHIUSA FASE 2 ( 10-15 giorno di età delle larve) 1. SCHEDA GENERALE PER L’ALLEVAMENTO IN GRANDI VOLUMI DELLA SPIGOLA (Dicentrarchus labrax ) 1. 2. 3. 4. PRIMA FASE ALLEVAMENTO LARVALE 5. 6. Il sistema è isolato dall’esterno Le larve sono alimentate con rotiferi ed alghe Continuano le immissioni di alghe unicellulari, in ragione di 300 litri di coltura ogni 2 giorni E’ necessaria, prima di ogni somministrazione, la conta delle concentrazioni degli zooplanctonti presenti nell’acqua della vasca Le albumine prodotte dalle alghe ed accumulate dallo skimmer a delta devono essere rimosse giornalmente, così come gli olii agglutinati dallo skimmer ad R. In questa fase non viene effettuato nessun intervento di sifon amento del fondo della vasca, ed eventuali morie delle larve vengono evidenziate dal galleggiamento delle larve morte. Monitoraggio delle popolazioni di alghe e rotiferi. Queste ultime devono essere quanto più possibile stabili intorno al valore di 10-15 unità/larva per favorire la ricerca attiva da parte delle larve. E’ importante un accurato monitoraggio dei contenuti stomacali, dell’attività delle larve, al fine di seguire le prime fasi dell’alimentazione e dell’ontogenesi larvale. APERTURA DEL RICAMBIO IDRICO CON ACQUA PRELEVATA DA BACINI NATURALI 1. FASE 3 ( 15-40 giorni di età delle larve) FASE 1 (0-7 giorni di età della vasca) SCHEDA GENERALE PER L’ALLEVAMENTO IN GRANDI VOLUMI DELL’ORATA ( Sparus aurata) 2. SECONDA FASE ALLEVAMENTO LARVALE 3. 4. Ricambio idrico inizialmente pari al 10% al giorno, successivamente crescente fino a raggiungere il 40% al giorno in volume I taxa selvatici presenti nelle vasche entrano in maniera marginale nella dieta delle larve Viene effettuato il sifonamento del fondo della vasca con una periodicità variabile (3-7 giorni) per rimuovere il materiale sedimentato e prevenire l’innalzamento della concentrazione dello ione ammonio. Alla fine di questa fase si procede allo svezzamento progressivo con mangimi inerti, che diventano l’unica fonte di alimento per le larve Le popolazioni di planctonti oscillano in maniera marcata e non più possibile mantenerle costanti. Diventa essenziale una valutazione corretta delle somministrazioni, specie per evitare fenomeni di cannibalismo. In particolare, è importatnte garantire la presenza in vasca dell’alimento fino dalle prime ore di illuminazione. SVEZZAMENTO COMP LETO CON MANGIMI INERTI O EVENTUALE SEMINA Thesaurus ASFA Aquaculture, Aquaculture systems, Aquaculture techniques, Cannibalism, Chlorophylls, Copepod, Dicentrarchus labrax, Extensive culture, Feeding behaviour, Feeding ecology, Fish larvae, Food availability, Grazing, Green water, hatchery, Hatching, Intensive culture, Larval development, Larval rearing, Mesocosms, Microcosms, Mortality causes, Predation, Starvation, Zooplankton culture. 23 Synthesis Introduction During the last few years larvae and juveniles, assessed as wild-like (Boglione et al., 1994, 2001), have been obtained with the large volumes technique (Cataudella et. al., 1998; 2002). This practise is based both on ecological knowledge, that allow to simulate the natural nursery conditions, and on the use of any pharmacy. Nevertheless, the large volumes technique is not in competition with the traditional ones in terms of productivity. It aims to obtain fish with an higher qualitative standards both morphologically and behaviourally comparable to the wild. Therefore they are particularly suitable for responsible restocking actions in costal environment, safeguarding the characteristics of the wild populations. This topic is one of the objective of the V Triennial Plan of Fisheries and Aquaculture, financed by the Italian Ministry of Agriculture, and of the Code of Conduct for Responsible Fisheries (FAO, 1995). The management of large volumes technique provide the use either for traditional practises of the intensive rearing, as far as the use of phyto- and zooplankton parallel cultures and the use of enriched nutrients are concerned, or for administration of wild preys from the external system through a water exchange. The rearing environment is therefore characterized by a controlled hydro dynamism that allow to maintain a suitable availability and a good quality of preys for a longer time. The research was conducted for three years (2001-2003) in collaboration between the Valle Figheri (VE) hatchery responsible for Dicentrarchus labrax and Sparus aurata larvae production, and the Laboratory of Experimental Ecology and Aquaculture of University of Rome “Tor Vergata” for the specimens observation and statistical analysis. Spawning was induced controlling temperature and photoperiod to simulate the natural conditions. [Usually an abrupt increasing of just 2°C (from 14°C to 16°C) is sufficient to induce the spawning.] During the first two years (2001-2002) seven different rearing trials were carried out: 3 tanks were used for the sea bass rearing and 4 tanks for sea bream. In the latter, named O1, O2, O3, O4, 3.6 Kg of eggs (coming from a unique spawning event happened on 30/03/2001) were divided to obtain 750000, 800000, 900000 and 1100000 larvae respectively. Next year on 03/02/2002, 2.8 Kg of D. labrax eggs (from a unique spawning event) were divided in three tanks named S1, S2, S3, to obtain 950000, 900000, 900000 larvae respectively. Larvae were transferred into the large volume tanks at 48 hours posthatching. During the first week each rearing module was entirely closed working in balance among larvae population and those of algae and zooplanktoners both cultured and wild. After this week, due to the larval high predation, cultured phyto- and zooplankton administrations were indispensable as well as the debris removal from the tanks bottom. The swim-bladder activation was observed at 10-15 days post hatching. From this time on a small salt water exchange (10% per day and 100-130 ? m filtered) was opened. The cultured zooplankton administration was dependent on its size and on larval ontogenesis. We started using rotiferi2 enriched with Super Selco (150 ? m at first and 300? m later), to change with artemia AF administrations (430 e 480 ? m) and finally with enriched EG (700-800 ? m). The concentration of rotiferi into the tanks was maintained in 10-15 unit/larva to promote the development of swimming and sighting capacity through an active preys searching. Administrations of planktoners were three times a day (8:00-13:00-17:00). For each experimental trial, from every tank were collected: nitrogen organic compounds concentration and biological samples as zooplankton on the water column, zoobenthos on the tanks wall and biometrical measurements and stomach contents larvae. Moreover, zooplankton samples from the changing water and matter from the tanks bottom were collected, and algal populations into the tanks were counted. 24 Results Tanks trophic conditions were evaluated from the information about the cultured organisms administrations. A weighted comparison of the different food administrations was estimated. The results showed a big daily changing of the food availability after each administration. This is mainly true for A. salina nauplii, which are almost completely preyed within the first hours after their introduction. Rotiferi, in fact, stayed for a longer period into the tank, either because with the same biomass they are numerically bigger than A. salina nauplii, or because they represent the typical larval food when the fish are less voracious. This is mostly evident for D. labrax larvae which have the tendency of preying the food as fast as possible or to drastically decrease their concentration. Some similarity among the tanks was showed by a demographic trends analysis of the ticobhentonic species colonizing the tanks. In those utilized for S. aurata rearing was observed firstly an increasing trend followed by a decreasing one with a maximum of abundance located between the 28th – 30th day post hatching. D. labrax tanks, instead, showed at first a regular trend followed by an increasing tendency during the last phase of the trials. Moreover, the abundances in the S. aurata tanks were always higher than those observed in the D. labrax tanks. Any particular trend associated to the different variables (reared species, year, time) was observed about the water column. Results obtained with the correspondence analysis are showed in figure. This pattern suggests the presence of affinity between the members of O and S groups except for the tank O3 which are more similar to the sea bass tanks (Figure b.1). Figure b-1 Data series on the tanks wall and on the water column were compared to confirm the hypothesis about the presence of correlations showed by the correspondence analysis. Therefore, Spearman correlation coefficient (r) (Legendre & Legendre, 1998) and the significant value of each measure were calculated. Correlations among O1, O2 and O4 data series obtained from the tanks wall were observed as statistically significant, whatever they were compared. This evidence results very interesting 25 because it reveals that generally the performances of the three systems were very similar (the correlation coefficient was always very close to 1). Correlation between S1 and S2 tanks was significant as well, with a p value quite under the discriminant threshold. Some of these considerations cannot be confirmed considering the results acquired from the water column series. Stomach contents data, referring to the morning samples, were analysed by a correspondence analysis (Figure b.2). Comparing the patterns and considering the weights and the spider-plot information we suggest: (1) point-items distribution along the first factorial axis follows a dimensional gradient, linked to the mean body sizes of each item; (2) point-observations distribution along the first factorial axis follows a dimensional or temporal gradient linked to the larval size and therefore to the age. (3) pointobservations and point-items distribution along the second and third factorial axis follows a trophic gradient. First hypothesis derived from a strict correspondence between bio-volumes (or mean dimensions) and all the point-items coordinates on axis F1. As already discussed above, both the patterns show a sequence starting from B. plicatilis to T. holoturiae adults. It’s important to underline that the wild organisms such as Copepodi Arpacticoidi, colonized the system after the opening of a water recycle. First axis could explain the items chronological appearance and their development as they didn’t settle in the mesocosm at the same time. We have therefore supposed: (1) Sea bass tanks were different from those of sea bream as far as the development of wild organisms and the hydraulic management are concerned. (2) Larval ecology is responsible for this divergence that brings on a different rearing management. Figure b-2 CA SCALING OF AM SAMPLES FROM TANKS O1,O2,O3 AND S1,S2,S3 1415 SPECIMENS X 10 ITEMS 4 A. s. nauplii 3.5 3 T. holot. CA2 (14.05 %) 2.5 T. holot. juv. 2 1.5 P. prox. 1 Trocophores P. prox. juv. 0.5 B. plicatilis 0 -1 -0.5 0 -0.5 Pollen 0.5 1 Copepods nauplii 1.5 2 2.5 A. salina cysts 3 -1 CA1 (17.02 %) S. aurata, for example, showed a real preference for the wild preys starting to the 24th -25th days post hatching. The beginning of predation on Copepodi Arpacticoidi determined both a decreasing of rotiferi administrations and the onset of A. salina nauplii administration which have a shorter life in the tanks than the first. A larval trophic behaviour was simulated using a neuronal net, developed and tested for an available data set. After the training, the model explained the 50% of the variance for 26 Brachionus plicatilis bio-volumes and the 48% of Artemia salina nauplii, with mean squared mistakes of 0.0208 and 0.0311 respectively. The quality assessment by morpho-anatomical studies revealed the presence of 43 anomalies on a total of 75 considered. Among these is noteworthy the absence of cephalic (14, 19, 17) and swim bladder deformity, as well as the presence of calcolosis and opercular anomalies which heavily afflicted the reared sea bass in the past. Discussion Some authors stated that sea bass and sea bream rearing success depend on some critical factors: (1) the changing from endogenous to exogenous feeding (Parra & Yúfera, 2000; Hatziathanasiou et al., 2002; Papandroulakis et al., 2000-2002; Qin et al., 1995); (2) the insufflation of the swimbladder (Shields, 2001; Planas & Cunha, 1999; Fielder et al., 2002); (3) the food quality available during the different rearing phases (Shields, 2001). A low density of preys, in fact, could delay the shifting to the exogenous feeding (Parra & Yúfera, 2000) or cause starvation. The high mortality of sea bream and sea bass observed within the first 20 days has been in part attributed to the scarce adaptation to the exogenous diet. This validate Kieffer and Colgan’s (1992) observations on mesocosms belived to improve the food capture ability of larvae. Starvation is recognized as the principale factor responsible for high larval mortality (Puvanendran & Brown, 1999) although the mechanism througth which the phenomennon actually occurs are not well known. Some authors showed that in intensive larval rearing set-ups, entirely sustained by 2-3 external food provisions per per day, the instability of prey can cause severe damage. This problem may get worse as a result of the general difficulty to know exactly the necessary amount of food that has to be provided (Papandroulakis et al. 2000). Many authors remark the importance of using wild zooplankton in addition, or in alternative, to conventional one (Støttrup & Norsker, 1997; Shansudin et al., 1997; van der Meeren e Naas, 1997, Helland et al., 2003). Wild zooplankton, in fact, can make up for nutritional shortage in vitamin A (Shields, 2001), esicosapentenoico acid (EPA) and docosoesanoico acid (DHA) (Liao et al., 2001), and, more importantly, is known to be more available for fish (Payne & Rippingale, 2001). During our experiments we observed that wild zooplankton grew spontaneously in mesocosms, while its abundance and composition differed according to the trophic relations established with the larvae. Conseclusively, it is necessary to ensure the occurrence of two important event during the rearing start-up: 1. the development of an adequate population of micro-algae, obtained from parallel cultures, as a crucil step to provide the primary production level. 2. the colonisation and the establishment of a wild zooplankton community which, as shown in this paper, can play a fundamental role as trophic resource for the larvae. Such phase should take place mid-way throught the rearing period, as it is promoted by the opening change of water. The evidence gathered from the present researh contributed to the development of guidelines for the correct management of the rearing mathodology by “large volumes”. 27 1 Introduzione 1.1 Inquadramento generale della ricerca Da alcuni anni sono stati messi a punto sistemi di allevamento larvale in vasche circolari di grande volume (Cataudella et. Al., 1998, 2002), che consentono di ottenere risultati positivi per quanto riguarda la qualità delle larve prodotte (Boglione et al., 1994, 2001). La produzione di giovanili, effettuata con queste tecniche “ecologiche”, permette di ottenere soggetti adatti anche al ripopolamento degli ambienti costieri, salvaguardando al massimo le caratteristiche delle popolazioni autoctone, tematica posta tra gli obiettivi del V Piano triennale e rispondente a quanto indicato all’art 9 – Sviluppo dell’Acquacoltura - del Codice di Condotta per una Pesca Responsabile della FAO (1995). In particolare il progetto di ricerca si inquadra nelle tematiche del V Piano triennale del Ministero per le Politiche Agricole e Forestali, che riguardano: – – – la messa a punto di tecnologie innovative ed ecologiche, facilmente replicabili, che consentano la produzione di giovanili adatti al ripopolamento degli ambienti naturali; la possibilità di poter produrre materiale da semina per gli allevamenti competitivo per qualità e costi di produzione; lo sviluppo di tecniche appropriate che, all’interno del processo produttivo più generale, permettano l’ottenimento di prodotto di qualità valorizzabile attraverso marchi di qualità e certificazioni. Gli obiettivi nell’applicazione di sistemi di questo tipo non sono da ricondurre alla competizione in termini di produttività con le tecniche tradizionali, ma all’ottenimento di elevati standard qualitativi del prodotto, privilegiando aspetti come la simulazione di condizioni simili a quelle presenti nelle nursery naturali e l’assenza nell’impiego di presidi farmaceutici (Cataudella et al., 2002). Il grande volume, quindi, benché realizzato con materiali artificiali simula una condizione di tipo naturale, con dinamiche tipiche degli ecosistemi, dove sono presenti numerose specie della comunità biotica che caratterizzano gli ambienti acquatici in cui si opera. La gestione del sistema di produzione in grandi volumi, infatti, se da un lato prevede l’applicazione delle pratiche produttive del sistema tradizionale intensivo, per quanto riguarda le colture parallele e l’uso di arricchitori, dall’altro sfrutta come integrazione alimentare, gli organismi planctonici introdotti dall’esterno attraverso il ricambio idrico. L’ambiente di allevamento caratterizzato da ampi volumi idrici con idrodinamismo controllato, consente, inoltre, di mantenere adeguate caratteristiche alimentari delle prede per tempi più lunghi, in parte mantenute dallo stesso sistema. Una semplificazione degli elementi che caratterizzano il sistema di produzione nei grandi volumi, pertanto, può essere riassunto come segue: – qualità del seme, – densità di allevamento larvale, – idrodinamismo, – disponibilità di prede naturali ad integrazione di quelle prodotte nelle colture parallele, – igiene. 28 Lo sviluppo di tecnologie semi-intensive per l’allevamento larvale, pertanto, offre nuove prospettive per la produzione di giovanili di qualità, in particolare per gli impianti che intendono offrire avannotti quanto più simili ai selvatici. L’applicazione di tale sistema richiede però l’esperienza da parte dell’operatore nelle differenti operazioni che vanno dalla predisposizione delle vasche, alla gestione e monitoraggio del modulo di allevamento e del ciclo produttivo. Proprio in relazione alle esperienze ormai ben consolidate di allevamento di giovanili di specie ittiche pregiate in sistemi di questo tipo ed alla carenza di una effettiva conoscenza della dinamica quantitativa dei processi ecologici implicati nel loro funzionamento, che è stato elaborato il programma di ricerca dal titolo “Monitoraggio del sistema di allevamento larvale e postlarvale in grandi volumi”. 1.2 Intendimenti e breve riassunto del progetto Come da intendimenti del progetto di ricerca i principali obiettivi perseguiti sono stati: – – – razionalizzare le procedure di monitoraggio e controllo dello sviluppo del fitoplancton e zooplancton, propedeutiche al lancio della fase di allevamento larvale; formalizzare lo schema operativo di questo tipo di sistema di allevamento, attraverso la quantificazione di grandezze rilevanti durante la fase di lancio e di esercizio; sviluppare un modello quantitativo che consenta di supportare la diagnostica sul funzionamento del sistema. La ricerca è stata condotta presso l’avannotteria della Valle Figheri 2 (VE), mentre l’analisi dei campioni e la successiva elaborazione dei dati è stata svolta presso il Laboratorio di Ecologia Sperimentale ed Acquacoltura (LESA) dell’Università di Roma “Tor Vergata”. Il progetto di ricerca ha avuto una durata complessiva di 36 mesi con la seguente articolazione: I Fase E la fase preliminare nella quale sono state conciliate le esigenze del programma di ricerca con quelle produttive dell’azienda dove è stata svolta l’esperienza e sono stati messi a punto i moduli di allevamento ed i protocolli sperimentali; II Fase È la fase operativa nella quale sono state condotte le differenti esperienze produttive e sono stati collezionati i dati sperimentali su ripetuti cicli di allevamento della spigola (Dicentrarchus labrax) e dell’orata (Sparus aurata), svolti nel corso degli anni 2001 e 2002; III Fase È la fase conclusiva nella quale è stata effettuata l’analisi dei dati e sono state elaborate le formulazioni definitive dei modelli. 29 2 Materiali e metodi 2.1 Il sistema di allevamento larvale in grandi volumi 2.1.1 Le caratteristiche del sistema Propria di questo tipo di allevamento larvale è l’integrazione di diverse modalità operative quali: (1) Utilizzo di vasche circolari con volume di circa 60 m3 ; (2) Densità larvale di allevamento compresa tra le 10 e le 20 unità per litro; (3) Inoculo delle vasche con microalghe prima dell’immissione delle larve; (4) Somministrazione di alimento vivo previo arricchimento con integratori di alta qualità; (5) Integrazione alimentare con prede naturali. E’ proprio dalla dicitura classica di “Grandi Volumi”, che stava ad indicare le tecniche produttive realizzate in vasche con un volume compreso tra i 20 ed i 250 m3 , che si è desunto il nome per questa tipologia di allevamento larvale. Per contro, col termine di “Piccoli Volumi” si indicano vasche di allevamento con capacità comprese tra 1 e 10 m3 . Un altro tipo di distinzione tra le tecniche di allevamento è quella che tiene conto sia della densità larvale sia dell’utilizzo di microalghe nelle vasche di allevamento: si parla, pertanto, di tecnica delle acque chiare quando le densità di stoccaggio raggiungono i 100 individui per litro e non vengono utilizzate microalghe, e di tecnica delle acque verdi quando le densità di stoccaggio non superano i 50 individui per litro (Saroglia et al., 1992, AA.VV., 2001). In questo secondo caso, le microalghe svolgono anche una funzione trofica divenendo alimento per lo zooplancton presente nella vasca ed evitando così che, una permanenza prolungata delle prede, produca una deplezione delle loro proprietà nutritive. La qualità dell’alimento riveste infatti un ruolo importantissimo per lo sviluppo larvale al punto che, nella tecnica dei grandi volumi, l’alimento vivo somministrato viene preventivamente arricchito con acidi grassi insaturi (HUFA) e polinsaturi (PUFA) (Sorgeloos & Lavens, 1996). Infine va messo in evidenza che l’alimento vivo somministrato, proveniente dalle cosiddette colture parallele5 , pur rappresentando la parte più consistente del pool trofico a disposizione delle larve, non è l’unica fonte di nutrimento per queste ultime, dato che le larve sfruttano anche gli organismi planctonici e bentonici che entrano nelle vasche di allevamento con l’acqua di ricambio e che riescono a colonizzare stabilmente le pareti della vasca (Cataudella et al., 2001). 2.1.2 Descrizione della struttura La tecnica dei grandi volumi è realizzata in avannotterie progettate secondo uno schema ben definito, che prevede l’utilizzo di una serra di tipo agricolo, a basso impatto ambientale, per ospitare le vasche d’allevamento, a fianco delle strutture che raccolgono le utilità classiche come i comparti per le colture parallele, le vasche per il trattamento dei riproduttori, i magazzini e le officine (AA.VV., 2001). L’avannotteria di Valle Figheri 2 comprende una serra agricola completa di sistema di riscaldamento, rivestita in legno per minimizzare l’impatto paesaggistico, dove sono posizionati dieci moduli di grandi volumi; un capannone adiacente accoglie due reparti Fito (con 15 e 24 sacchi rispettivamente), una camera sterile per il mantenimento dei ceppi (8 ceppi algali diversi e due di rotiferi), 6 vasche 5 Con il termine colture parallele si indicano le produzioni di quegli organismi di natura planctonica che vengono allevati all’interno dell’impianto allo scopo di fornire alimento vivo alle l arve e comprendono, accanto alle microalghe (Chlorella minutissima, Nanochloropsis spp., Isocrisis suecica, Tetraselmis galbana,Pavlova lutheri…),ancherotiferi(Brachionus plicatilis, B. rotundiformis) e artemia (Artemia salina). 30 quadrangolari (da 2.000 litri) ed altre 6 tronco coniche (da 3.000 litri) per l’allevamento dei rotiferi, una camera per la schiusa dell’artemia (3 vasche tronco coniche da 500 litri e due da 200 litri), 8 vasche da 10 m3 per il trattamento dei riproduttori e la deposizione, 5 vasche tronco coniche (da 1.000 litri) per la schiusa delle uova. Figura 2-1Le serre che ospitano i grandi volumi presso l’azienda Valle Figheri 2 S.r.l. Il fabbisogno di energia elettrica per il funzionamento delle pompe e dell’illuminazione è totalmente coperto dalla rete nazionale, mentre il riscaldamento dell’acqua e della serra, durante il periodo invernale, è assicurato da bruciatori a gasolio. La risorsa idrica utilizzata nell’impianto è prelevata da un apposito bacino di lagunaggio che può essere messo in comunicazione con la valle o con le acque della laguna aperta, al fine di mantenere un gradiente salino attorno al 30-33‰. Le acque di ricambio, prelevate da apposite elettropompe, sono preventivamente filtrate meccanicamente attraverso filtri a sabbia. Un sistema di termocondizionamento delle acque, costituito da scambiatori di calore e caldaia, consente di riscaldare le acque di rinnovo. 2.1.3 Descrizione del grande volume Ciascun modulo di allevamento è composto da una vasca circolare del diametro di 8 m e dell’altezza di 1,5 m, realizzata con un cilindro metallico che sostiene un telo di PVC atossico (spessore 1 mm). La vasca montata presenta una lieve pendenza verso uno scarico di fondo. A questo scarico di fondo si aggiunge uno sfioro superficiale munito di un supporto che permette l’attacco di filtri circolari a maglia variabile per assicurare il ricambio dell’acqua durante la fase di allevamento, evitando la fuga di prodotto (AA.VV., 2001). 31 Figura 2-2Vista dell’interno della serra (Valle Figheri 2 S.r.l.) I ricambi d’acqua sono assicurati da due linee separate: una per l’acqua calda, l’altra per l’acqua a temperatura ambiente. All’interno di ciascuna vasca è presente un sistema di aerazione costituito da uno scatolato in PVC (dim. cm150? 120? 22) completo di diffusori d’aria, che assolve a tre importanti funzioni: – – – Ossigenazione dell’acqua. Formazione di correnti circolari differenziali (idrodinamismo). Separazione del residuo proteico in fase di schiumatura. Figura 2-3Alcuni dettagli del sistema di aerazione Ceccarelli et al. (1998) hanno analizzato le modificazioni dei parametri ambientali e dell’idrodinamismo indotte da questo sistema all’interno delle vasche, evidenziando come la presenza dell’ossigenatore aiuti a mantenere generalmente costanti i parametri ambientali (temperatura, ossigeno disciolto) nelle 24 ore e, soprattutto, regoli l’aumento dei nutrienti (N-NH3 , N-NO2 , P-PO4 ) impedendo il raggiungimento di concentrazioni “critiche”. Infine, ma aspetto certamente assai rilevante, l’ossigenatore genera flussi idrici non costanti in tutta la vasca con aree a più bassa velocità che possono costituire zone di riposo e/o alimentazione per le larve allevate. Durante l’allevamento larvale nella vasca sono inseriti due strutture realizzate con tubi in PVC: la prima a forma di ? arresta la schiuma in uscita dal sistema di aerazione, la seconda a forma di R è utilizzata per la rimozione del film oleoso superficiale. Una lampada da 1000 lux allocata 1,5 m sopra il centro della vasca e regolata da un timer tarato su un fotoperiodo di 14 ore di luce e 10 di buio, assicura l’energia luminosa necessaria per lo svolgimento dei processi fotosintetici delle microalghe da un lato e permette alle larve l’individuazione dell’alimento in 32 movimento dall’altro. 2.2 Protocollo di allevamento larvale (procedura standard dei grandi volumi) I gameti utilizzati nelle prove sono stati ottenuti attraverso le procedure standard attuate nell’impianto. La deposizione delle uova è basata sull’estensione del periodo riproduttivo e la manipolazione eco-fisiologica (induzione della deposizione mediante shock termici), regolando fotoperiodo e temperatura in maniera da riprodurre le condizioni naturali6 . Le uova deposte sono flottanti,e sono trasportate dal flusso idrico verso lo sfioro di superficie che è connesso con dei filtri a maglia nei quali le uova si raccolgono. Dopo la raccolta le uova sono state pesate e poste all’interno di schiuditoi (500-700 g per schiuditoio). Lo sviluppo delle uova e la loro schiusa è avvenuta completamente al buio. Le sperimentazioni relative all’anno 2001 (relative alla specie Sparus aurata) sono state condotte utilizzando le uova provenienti da un unico evento riproduttivo. Tale evento, verificatosi in data 30/03/2001, ha fornito un totale di 3,6 Kg di uova di orata, che sono state ripartite in modo da ottenere i 4 moduli sperimentali denominati di seguito O1 (750000 larve), O2 (800000), O3 (900000) ed O4 (1100000). Le sperimentazioni relative all’anno 2002 (relative alla specie Dicentrarchus labrax), sono state condotte utilizzando le uova provenienti da un unico evento riproduttivo che si è verificato in data 03/02/2002 e che ha fornito circa 2,8 Kg di uova di spigola. Queste sono state ripartite in 3 aliquote corrispondenti alle prove di seguito denominate S1 (950000), S3 (900000), S3 (900000). Le rese produttive corrispondenti a ciascun modulo sperimentale sono riportate più avanti. Le larve sono state trasferite all’interno dei moduli di allevamento larvale dopo 48 ore dalla schiusa. 2.2.1 Preparazione delle vasche di allevamento Di seguito è riportata la sequenza generale relativa alla gestione delle vasche di allevamento. Essa è uguale nelle due specie allevate, che tuttavia differiscono per i tempi di sviluppo, per cui l’indicazione temporale di ciascun evento è indicata come unitervallo. La preparazione delle vasche per l’allevamento larvale è iniziata con la loro pulizia e disinfezione mediante cloro. Il volume di riempimento iniziale della vasca, pari a circa 90 % del volume totale, costituito da acqua ad una salinità di 40, è stata trattata con cloro (4 litri di soluzione al 4,5% di ipoclorito di sodio7 ) per 24 ore. Il residuo di NaOCl è stato poi neutralizzato con quantità equivalenti di tiosolfato di sodio. A questo punto la vasca è stata innescata con sacchi di alghe fino a che si è raggiunta una concentrazione di 50-500 mila cellule per ml. Nei primi 6-7 giorni dall’immissione delle larve il sistema è rimasto completamente chiuso ed ha funzionato sfruttando l’equilibrio tra le popolazioni di alghe, rotiferi, zooplancton naturale e larve. Intorno al 7° giorno di allevamento, l’elevata predazione da parte delle larve ha richiesto l’integrazione di microalghe e rotiferi prodotti nelle colture parallele, ed un primo intervento di rimozione del materiale di rifiuto che si era accumulato sul fondo. Dopo 10-15 giorni dalla schiusa le larve hanno insufflato la vescica gassosa, e questo è stato il segnale di via libera per l’apertura di un ricambio di ridotta portata (10%/giorno) con acqua salmastra (filtrata a 100-130 ? m). La somministrazione dei planctonti allevati è variata in funzione della loro taglia e seguendo l’ontogenesi delle larve: abbiamo iniziato a somministrare rotiferi8 arricchiti con Super Selco (ceppo da 150 ? m prima e da 300? m poi) per passare poi alla somministrazione di artemia AF (430 e 480 ? m) e infine di EG arricchita (700-800 ? m). La concentrazione di rotiferi in vasca 6 7 8 Generalmente una rapida variazione di temperatura di 2 °C (da 14 a 16°C) è sufficiente ad indurre la deposizione che è unica nelle spigole e multipla nelle orate (multispawning). NaOCl (5 ppm) - Na2 S2 O 3 (6 ppm). Alle spigole vengono somministrati rotiferi per 10 giorni, mentre per le orate tale periodo si può allungare fino a 50 giorni. 33 è stata mantenuta intorno alle 10-15 unità/larva, in modo da stimolare una ricerca attiva della preda e favorire lo sviluppo delle capacità motorie e visive della larva. Le larve destinate al preingrasso sono state svezzate con mangime artificiale all’interno delle vasche di allevamento larvale9 , lo svezzamento è stato avviato a partire dal 40-50° giorno d’età per l’orata e dal 30-40° giorno d’età per la spigola. I planctonti sono stati somministrati tre volte al giorno ad orari fissi (8 00-13 00-17 00), mentre la quantità giornaliera di mangime artificiale è stato somministrata in continuo (dalle 7 00 alle 22 00) da mangiatoie automatiche. 2.2.3 Produzione di plancton Le colture parallele, in senso stretto, comprendono la produzione di microalghe e di rotiferi.. Sulla base delle premesse dello scaling up, il mezzo di coltura per le microalghe è stato preparato con acqua filtrata ad 1 mm, sterilizzata in stufa per 2 ore a 250 °C e arricchita con “mezzo Walne” e preparati vitaminici. Per quanto riguarda i sacchi da 300 litri in polietilene l’acqua filtrata ad 1 mm, è stata prima trattata con gli UV e poi sterilizzata con ipoclorito di sodio. Eliminato l’eccesso di NaOCl con il tiosolfato l’acqua è stata arricchita con “mezzo Walne” e preparati vitaminici prima di effettuare l’inoculo da un sacco maturo (circa 3? 106 cellule per ml). Le condizioni di crescita per le microalghe sono state: temperatura compresa tra i 20 e i 25 °C, salinità tra 25 e 30, pH tra 8,0 e 8,6 ed intensità di luce di almeno 2000 lux per 24 ore al giorno. Per l’allevamento dei rotiferi si è proceduto allo scaling up fino ai sacchi da 300 litri utilizzando, come mezzo di coltura, volumi via via maggiori di colture algali mature. Le vasche per l’allevamento dei rotiferi sono state allestite sterilizzando con ipoclorito di sodio l’acqua di riempimento, la cui salinità era compresa tra 15 e 20, e neutralizzando il cloro residuo con Na2 S2 O3 . L’acqua veniva innescata con un sacco d’alghe maturo che forniva l’alimento per il primo giorno, poi l’alimentazione era condotta somministrando quantità variabili di Saccaromyches cerevisiae. La temperatura era mantenuta tra i 25 e i 30 °C e l’aerazione bassa. In genere le colture di rotiferi non superavano i 30 giorni di vita per evitare che si accumulassero sostanze che potevano risultare tossiche per le larve. Ogni coltura di rotiferi matura (fino a 1 200 individui per ml) veniva utilizzata parzialmente per sopperire al fabbisogno giornaliero delle larve e riportata a volume con acqua sterilizzata alle temperatura e salinità ottimali10 . I rotiferi prelevati venivano lavati e messi ad arricchire per almeno 12 ore prime di essere somministrati. Per l’artemia si procedeva alla schiusa delle cisti reidratandole in acqua con salinità compresa tra 30 e 40, temperatura maggiore di 30 °C ed elevata aerazione. A seconda del ceppo il tempo di schiusa poteva variare tra le 18 e le 24 ore, i nauplii di EG raccolti erano arricchiti con Super Selco per almeno 12 ore prima della somministrazione; quelli di AF erano somministrati senza arricchimento. 2.3 Protocollo di campionamento Nell’arco di due anni consecutivi (2001-2002) sono state realizzate 7 differenti prove di allevamento in altrettante vasche: in tre di esse sono state allevate spigole e nelle restanti quattro orate. Per ciascuna vasca i dati raccolti comprendono informazioni su: 1) Parametri chimico fisici – Temperatura. – Salinità. 9 Per le produzioni destinate alla semina da ripopolamento si può procedere alle semine precoci, senza somministrazione di alimento artificiale nel ciclo di allevamento. Le colture di rotiferi di questo tipo sono dette continue per distinguerle da quelle discontinue in cui le vasche vengono utilizzate per intero quando diventano mature. 10 34 – Concentrazione dell’ossigeno disciolto e percentuale di saturazione dello stesso. – Concentrazione dei composti organici dell’azoto (ammoniaca, nitriti, nitrati). – Concentrazione della clorofilla a nella colonna d’acqua. – Concentrazione della clorofilla a nel materiale presente sulla parete. 2) Campioni biologici – Zooplancton presente nella colonna d’acqua. – Zoobenthos dalle pareti. – Biometrie delle larve e contenuti stomacali. Inoltre sono stati raccolti campioni di zooplancton dell’acqua di ricambio e del materiale prelevato dal fondo della vasca, ed eseguite le conte delle popolazioni algali presenti nelle vasche. Parallelamente sono stati rilevati, per il bacino di lagunaggio, utilizzato per la captazione di acqua salmastra, i seguenti parametri: 1) Parametri chimico fisici: – Ossigeno. – Composti azotati. 2) Parametri biologici – Zooplancton presente nella colonna d’acqua. – Zoobenthos. 2.3.1 Parametri chimico-fisici Le misurazioni della temperatura, della salinità e della concentrazione di ossigeno disciolto nell’acqua della vasca sono state effettuate simultaneamente mediante una sonda multiparametrica. Queste misure sono state prese due volte al giorno durante tutto il periodo di campionamento. La concentrazione di ossigeno disciolto è stata misurata sia come parti per milione (ppm), sia come percentuale di saturazione. La concentrazione dei composti azotati e dei fosfati è stata misurata con uno spettrofotometro Hach DR/2000 e le reazioni utilizzate sono state: – Reazione con blu di idrofenolo per l’ammonio – Reazione di deazotizzazione per i nitriti – Reazione di riduzione col cadmio per i nitrati Queste serie di misure sono state prese sempre allo stesso orario ogni due giorni. 500 ml d’acqua per l’estrazione della clorofilla a erano raccolti con un becker e filtrati, con vuoto spinto, su un filtro di acetato di cellulosa (45 ? m); il campione era immerso in acetone (90%) e congelato prima della lettura con uno spettrofotometro Hach DR/2000. 2.3.2 Clorofilla a presente sulle pareti e nell’acqua delle vasche Per l’estrazione della clorofilla a dal materiale presente sulle pareti, sono stati allestiti tre supporti in legno per vasca, ciascuno provvisto di 9 rettangoli (7? 3 cm) dello stesso telo in pvc atossico utilizzato per il rivestimento interno delle vasche. Tali supporti sono stati collocati nelle vasche alla fine del processo di riempimento e sterilizzazione e sono stati raccolti ad intervalli di tempo fissi, in numero di tre substrati per volta, da profondità diverse lungo il supporto di legno. La biomassa organica presente su ciascun supporto veniva rimossa con una lametta, raccolta e centrifugata per 5 min a 3.000 rpm 35 prima di essere conservata con acetone (90%) a –20°C. La determinazione spettrofotometrica del pigmento fotosintetico è stata eseguita in accordo col protocollo per il metodo tricromatico (Clesceri et al., 1989). 2.3.3 Mesozoobenthos e mesozooplancton La raccolta dei campioni di mesozooplancton presente nell’acqua della vasche è stata eseguita con un sifone capace di generare un flusso pari a 150 ml/s. Ogni volta un volume di 10 l d’acqua veniva filtrato in un retino con vuoto di maglia di 100 ? m e il materiale raccolto fissato in alcool al 90 %. Il campionamento era effettuato al mattino prima della somministrazione delle ore 8,00 e la sera circa due ore dopo l’ultima somministrazione; la sua durata è stata di 40 giorni a partire dalla schiusa delle uova. La raccolta di campioni di mesozoobentos presente sulle pareti della vasca avveniva ogni due giorni, con un sifone aspirante capace di generare un flusso di 150 ml/s e munito ad una estremità di una bocca dotata di spazzole che agevolavano il distacco degli organismi; la superficie campionata era di forma circolare ed aveva un raggio pari a 10 cm (78,5 cm2 ). Il campione d’acqua con gli organismi aspirati veniva filtrato mediante un retino con vuoto di maglia di 100 ? m e gli organismi trattenuti dal filtro fissati in alcool al 90 %. Lo zooplancton contenuto nell’acqua utilizzata per il ricambio è stato campionato in corrispondenza di una delle uscite del filtro situato a monte delle vasche. I campioni raccolti corrispondevano al materiale trattenuto dopo il passaggio di un volume d’acqua di 36 litri attraverso filtri a maglia di 100 ? m e 45 ? m rispettivamente. Il campione raccolto è stato fissato in alcool al 90%. Inoltre, ogni qualvolta si rimuoveva dal fondo della vasca il materiale di risulta, venivano effettuati su di esso dei campionamenti qualitativi. La determinazione degli organismi e la loro conta sono state condotte in laboratorio con uno stereomicroscopio, riuscendo ad arrivare in quasi tutti i casi a livello della specie. Per ciascuna specie identificata e, nell’ambito di questa, per ciascun sottogruppo di età (giovanili, adulti) sono state effettuate delle misurazioni biometriche mediante il software TPSdig. Tali misurazioni, effettuate sempre su un numero minimo di almeno 100 individui, hanno permesso la determinazione delle biometrie medie di ciascun gruppo e, da queste, il calcolo dei biovolumi medii. 2.3.4 Campioni di mesozooplancton e macrozoobenthos del bacino di lagunaggio Per quanto attiene i campionamenti del bacino di lagunaggio, fermo restanti le procedure su indicate per la misura dei parametri chimico fisici, i campioni di zooplancton sono stati raccolti con un retino da plancton di forma conica con vuoto di maglia di 100 ? m, bocca di apertura pari a 1 m e lunghezza pari a 4 m; mentre per quelli di zoobenthos è stata utilizzata una benna petersen con dispositivo di chiusura per gravità. 5 campionamenti sono stati eseguiti nel bacino di lagunaggio a distanza di 7 giorni l’uno dall’altro. 2.3.5 Campioni di larve allevate nelle vasche Le larve di Dicentrarchus labrax e di Sparus aurata sono state raccolte con un retino, quindi soppresse per congelamento e fissate in una soluzione di formaldeide al 5 % in volume neutralizzata mediante un tampone fosfato (pH 7,2). Il campionamento veniva effettuato contemporaneamente a quello del mesozooplancton, ovvero due volte al giorno. Ciascun campione conteneva almeno trenta larve, per un totale minimo di 60 larve al giorno. 36 2.3.6 Conta delle cellule algali e dei rotiferi presenti nell’acqua delle vasche Le stime delle popolazioni algali sono state eseguite su campioni d’acqua delle vasche mediante l’utilizzo di una camera di Burker, mentre per quelle di Brachinus plicatilis si è proceduto filtrando a vuoto 0,5 litri di acqua con un filtro di nitrocellulosa (0,45 ? m) e contando gli individui allo stereomicroscopio. 2.4 Analisi dei campioni Mentre per i campioni di mesozooplancton e di mesozoobentos si è proceduto alla loro identificazione e conta utilizzando uno stereomicroscopio, delle larve sono state misurate le lunghezze standard e se ne sono analizzati i contenuti stomacali. La lunghezza standard è stata misurata con un oculare micrometrico montato su di uno stereomicroscopio. I tubi digerenti delle larve, separati con una coppia di aghi da zooplancton allo stereomicroscopio, sono stati montati su di un vetrino portaoggetti ed osservati al microscopio ottico. Il riconoscimento delle prede è arrivato, nella quasi totalità dei casi, a livello della specie; mentre la loro conta è stata quasi sempre portata a termine, eccezion fatta per i nauplii di Artemia salina (vedi più avanti). 2.4.1 Metodi matematico/statistici applicati per l’analisi dei dati Per descrivere qualitativamente lo spettro alimentare è stata calcolata la frequenza di ritrovamento F (Frequency of occurence, Hyslop, 1980): Dove Ni è il numero di tubi digerenti contenenti la preda i- esima ed Nt il numero totale di tubi digerenti osservati. A causa delle ridotte dimensioni del materiale esaminato, non è stato possibile stimare il grado di riempimento del tubo digerente. Per questo motivo, non è stato calcolato l’indice di vacuità (Hyslop, 1980), ma ci si è limitati ad escludere dall’analisi dei dati quegli individui nei quali non è stato riconosciuto alcun item alimentare. Infatti, in mancanza dell’informazione sul grado di riempimento, non è possibile distinguere tra individui con tubo digerente vuoto ed individui con presenza nel tubo digerente di materiale non identificabile. Un'altra limitazione all’analisi di tipo quantitativo è stata rappresentata dai nauplii di Artemia salina, poiché molto spesso ci si è dovuti limitare alla distinzione tra presenza ed assenza, senza poter quantificare il numero di individui ingerito da un dato individuo. Questo fatto è la conseguenza dell’elevata digeribilità di questo alimento in confronto agli items “selvatici” e ai Rotiferi, dei quali permane traccia sotto forma dei mastax che non possono essere digeriti. Disponendo di campioni adeguati si è proceduto, invece, alla determinazione del volume medio di ogni item alimentare, con gli stessi metodi dell’analisi dell’immagine sopra esposti. In particolare, il corpo di ogni organismo è stato assimilato ad un solido geometrico, le cui dimensioni sono uguali ai valori medi ottenuti mediante la morfometria dei campioni. In questo modo, si è stabilito un valore di volume caratteristico per ogni item, che ha permesso il passaggio dalla frequenza di ritrovamento (F) ad un indice calcolato nel modo 37 seguente: Questo indice può essere inquadrato tra i metodi volumetrici diretti descritti da Hyslop (1980) e permette di sintetizzare l’informazione quantitativa contenuta nei nostri dati, assegnando un’importanza alle varie prede in relazione sia alla loro abbondanza (come numero di individui) sia al loro contributo come biomasse di alimento. Infatti, un semplice indice numerico, calcolato in base alle abbondanze degli individui, tenderebbe ad enfatizzare l’importanza degli organismi più piccoli (es. Rotiferi) che sono predati in numero molto elevato. Per analizzare le relazioni esistenti tra le diverse serie di dati ottenute per i popolamenti mesozooplanctonici e mesozoobentonici è stato utilizzato il coefficiente di correlazione (cross-correlation, vedi Legendre & Legendre, 1998) ed il coefficiente di correlazione tra ranghi r di Spearman (Legendre & Legendre, 1998). Per il calcolo di questi parametri, e per testare i valori di correlazione e di r ottenuti per ciascuna coppia di dati (cioè serie relative ad una vasca), ovvero per verificare l’esistenza di relazioni statisticamente significative, sono stati realizzati due software in linguaggio Vbasic (vedi appendice). Tali software effettuavano una permutazione e poi ricalcolavano il parametro statistico (entrambe le cose per 1000 iterazioni), in modo da fornire un dato relativo all’intervallo di fiducia del parametro inizialmente calcolato. In letteratura il r di Spearman è un coefficiente di dipendenza utilizzato per misurare la correlazione esistente tra due grandezze che covariano e, insieme al coefficiente di Kendall, presenta il vantaggio di poter essere applicato nei casi in cui non si possono fare ipotesi circa la natura della relazione che lega le due grandezze in esame. Si tratta, in effetti, di misure di dipendenza non parametriche che possono essere utilizzate anche per descrittori semi-quantitativi. Per entrambi questi coefficienti i valori dei descrittori sono convertiti in ranghi, cioè misurati su una scala ordinale. L’equazione del coefficiente di correlazione di Spearman è: dove S è la differenza tra il numero di coppie di oggetti nelle quali i ranghi sono in ordine crescente e il numero di coppie che sono in ordine decrescente, mentre p è il numero totale di oggetti. L’r di Spearman, quindi, è un indice dell’intensità con cui le due grandezze sono legate. Il test statistico applicato agli stessi dati permette, invece, di saggiare l’effettiva esistenza di un legame tra le serie di dati esaminate e quindi, secondo il procedimento classico del confronto statistico tra due set di dati, permette di, alternativamente, respingere o non respingere l’ipotesi nulla di indipendenza dei due descrittori. L’analisi formale dei dati relativi a: (1) popolazioni mesozooplanctoniche, (2) popolazioni mesozoobentoniche e (3) contenuti stomacali delle larve si è basata principalmente su una tecnica di scaling (ordinamento) multidimensionale che viene largamente usata in ambito ecologico e nota come Analisi fattoriale delle corrispondenze (AFC) o più semplicemente, Analisi delle Corrispondenze (Legendre & Legendre, 1998). L’ordinamento consente di disporre i punti-oggetto lungo degli assi corrispondenti a relazioni d’ordine o su grafici definiti da due o più assi dello stesso tipo. Le relazioni d’ordine sono, generalmente, di tipo quantitativo (possono anche essere utilizzati descrittori semiquantitativi) ma si ottengono comunque degli ordinamenti soddisfacenti. L’ordinamento, quindi, rappresenta degli oggetti in relazione a uno o più assi di riferimento (Legendre e Legendre, 1998). Un tale approccio numerico all’Ecologia nasce dalla necessità di ridurre ad un ristretto numero di variabili la quantità di possibili descrittori per ciascuno degli oggetti studiati. Dovendo considerare la rappresentazione degli oggetti in un grafico a più dimensioni, tante quante sono le variabili in esame, si cercheranno quelle proiezioni dei punti-oggetto sul piano migliore al fine di conservare le informazioni 38 principali sul sistema studiato. i nuovi assi così generati consentono di rappresentare, in uno spazio a due o tre dimensioni, la variabilità della matrice multidimensionale dei dati e sarà anche possibile acquisire una serie di conoscenze quantitative sui valori delle proiezioni ottenute (Legendre e Legendre, 1998). L’analisi delle corrispondenze, fra le tecniche di ordinamento è quella che permette di evidenziare nella maniera migliore le variazioni nella struttura delle dominanze relative e di fornire una connotazione delle stazioni su questa base, associandole ai taxa che le caratterizzano nella proiezione simultanea dei punti. bisogna sottolineare che questo tipo di analisi, sebbene sia applicabile a dati di tipo non quantitativo, consente di conservare anche l’informazione strettamente quantitativa che è facilmente desumibile dall’esame dei “contributi assoluti”. La qualità globale dell’ordinamento e il grado di strutturazione del sistema, nella rappresentazione ottenuta nello spazio ridotto definito dagli assi fattoriali, può essere stimata sulla base degli “autovalori estratti” e, per quanto riguarda i singoli taxa e le singole osservazioni, sulla base dei “contributi relativi”. I contributi assoluti forniscono una misura dell’importanza di una specie nel determinare la struttura della combinazione lineare che definisce ciascun asse fattoriale; pertanto, le specie forniscono i contributi assoluti più elevati ai primi due o tre assi, che generalmente spiegano buona parte della varianza del sistema, sono quelle che impartiscono la maggior parte della struttura all’insieme dei dati. L’AFC, inoltre, consente di rappresentare allo stesso tempo sia i puntivariabile (items alimentari) sia i punti-osservazione (larve) con coordinate tali da rendere massima la correlazione tra i due insiemi per ogni fattore. Per interpretare alcuni pattern, evidenziati mediante l’utilizzo dell’AFC, è stato utilizzato il test tra ranghi di Sperman. Infine, per analizzare il legame esistente tra due matrici di dati, ovvero quella relativa ai campioni di mesozoobenthos e quella relativa ai contenuti stomacali delle larve, è stata utilizzata la statistica Z di Mantel (Mantel, 1967). L’ipotesi nulla che viene testata è quella di indipendenza fra le due matrici analizzate, mentre il livello di probabilità relativo al valore della statistica viene calcolato sulla base di una procedura iterativa che prevede la permutazione casuale delle righe e delle colonne di una delle due matrici ed il ricalcolo della statistica di Mantel per un numero sufficientemente alto di volte (1000). 2.5 Elaborazione di un modello del comportamento trofico mediante reti neuronali Le reti neurali (o, più correttamente, le reti neurali artificiali) sono strumenti di calcolo molto potenti e flessibili, che possono essere utilizzati per le più svariate applicazioni, fra cui, ad esempio, la classificazione, il riconoscimento di patterns, l'approssimazione di funzioni o la modellizzazione empirica. Da un punto di vista computazionale, tutti i diversi tipi di rete neurali possono essere considerati come dei sistemi composti da un certo numero di unità di calcolo elementari che operano in parallelo. Il ruolo di ciascuna di tali unità, ai fini del funzionamento della rete, è determinato dalla struttura di quest'ultima, dell'intensità delle connessioni fra le unità di calcolo elementari e dal tipo di trasformazione che viene operato al loro interno sul flusso dei dati. Alcune reti neurali, come ad esempio il Multilayer Perceptron (MLP), sono particolarmente adatte a ricostruire relazioni complesse fra insiemi di variabili, anche in termini quantitativi, e quindi possono essere utilizzate con successo per risolvere problemi di tipo regressivo anche molto complessi e non lineari. Ciò le rende particolarmente adatte ad essere utilizzate come modelli empirici, cioè allorquando si debbano effettuare delle stime di grandezze difficilmente misurabili sulla base di altre grandezze di più facile acquisizione o, soprattutto, nei casi in cui non è possibile definire su base teorica una formulazione analitica dei processi che devono essere considerati ai fini della stima delle grandezze derivate. Una rete neurale di tipo Multilayer Perceptron (MLP) è costituita da diversi strati di nodi (o neuroni, per analogia con i sistemi biologici a cui si richiama): uno strato di input (i), un numero variabile di strati nascosti (h) ed uno strato di output (o). Da un punto di vista computazionale una rete neurale MLP può essere considerata come una 39 funzione più o meno complessa che ha come argomenti i valori immessi ai nodi di input e che restituisce i suoi risultati ai nodi di output. Al suo interno, la rete combina i diversi inputs attraverso una serie più o meno complessa di combinazioni lineari e di funzioni non lineari, fino ad ottenere i valori di output. Nella figura 2.4 è mostrato un modello di rete neurale MLP con tre strati e, quindi, con un solo strato nascosto. La struttura di questo tipo di rete può essere sintetizzata dal numero dei nodi nei diversi strati. Ad esempio, quella mostrata è di tipo 5-7-1, cioè ha 5 nodi nello strato di input, 7 in quello nascosto e 1 in quello di output. In realtà, sia nello strato di input, sia nello strato nascosto, si può notare un ulteriore nodo, contraddistinto da un "1" al suo interno. Questo nodo fornisce un valore costante (generalmente, per l'appunto, 1) ed è denominato nodo di bias. Il ruolo dei nodi di bias in una rete neurale MLP è analogo a quello del termine costante in una regressione, poichè essi permettono di traslare l'origine dell'iperspazio definito dall'insieme dei dati relativi alle variabili di input. Questo tipo di rete neurale è di gran lunga il più comune in svariati settori applicativi, sia come classificatore che come approssimatore. Per ciò che riguarda il suo funzionamento interno, una rete neurale MLP è caratterizzata dal fatto che ogni nodo degli strati successivi a quello di input riceve una combinazione lineare degli output dei nodi dello strato precedente. Le connessioni fra i nodi sono modulate da pesi (detti a volte sinaptici, sempre per analogia con il modello biologico) che vengono definiti mediante una apposita procedura di addestramento (o training). Inoltre, ogni nodo degli strati successivi a quello di input è associato ad una funzione di attivazione, che riceve la combinazione di input del nodo e ne restituisce l'output (fig. 2.5). Figura 2-4La struttura di una rete neurale di tipo Multilayer Perceptron (MLP) Nodi (o neuroni) di input Connessioni sinaptiche Ogni connessione è associata ad un peso Variabili di input (o predittive, o “indipendenti”) Variabile di output (o “dipendente”) Sono solitamente riscalate nell’itervallo [0,1] o [-1,1] Solo una in questo esempio, deve essere riscalata in modo da essere espressa nelle sue unità originali Nodi (o neuroni) di bias Hanno il ruolo dell’intercetta di una regressione (non) lineare Nodo (o neurone) di output 40 Figura 2-5La funzione di attivazione in un rete neurale di tipo Multilayer Perceptron (MLP) x1 · w 1 x2 ·w 2 x n· wn ? xw f(a) i i a Una somma pesata delle connessioni sinaptiche è l’argomento della funzione di attivazione, che restituisce l’output del nodo (o neurone). Esempio: f ?a ? ? 1 1 ? e ?a Una volta che la struttura di una rete neurale MLP è stata definita, il suo funzionamento dipende esclusivamente dai pesi sinaptici. Esistono diversi algoritmi mediante i quali possono essere ottimizzati tali pesi, ma quello che ha consentito alle reti neurali MLP di diventare degli strumenti effettivamente applicabili è quello noto come error back-propagation o EBP. L’algoritmo EBP può essere suddiviso in quattro steps principali: (1) la rete neurale è inizializzata assegnando valori casuali ai pesi sinaptici; (2) un training pattern (cioè un vettore di dati di input associato ad uno o più output noti) viene sottoposto alla rete e propagato attraverso di essa in modo tale da calcolare un valore per ogni nodo di output; (3) i valori di output così ottenuti vengono comparati con quelli attesi, cioè con quelli noti; (4) la struttura della rete viene quindi idealmente ripercorsa all’indietro (back-propagation), variando i pesi sinaptici sulla base dello scarto osservato fra output calcolati e valori noti. Le fasi da 2 a 4 vengono iterate per ogni pattern del training set e, quindi, viene controllato il funzionamento della rete, solitamente ni base al calcolo dell’errore quadratico medio su un insieme di dati di validazione indipendente. Se l'accordo fra gli outputs della rete ed i valori attesi è soddisfacente la procedura viene interrotta, altrimenti si ripete l'intera procedura dal punto 2. La fase di apprendimento prosegue poi iterando questi 4 steps, ed ha termine quando vengono raggiunte delle condizioni prefissate, che in generale implicano la minimizzazione dell'errore quadratico medio sull'insieme dei dati utilizzati per la validazione della rete, e che dovrebbe essere indipendente da quello da cui vengono estratti i patterns forniti alla rete durante l'apprendimento. Va sottolineato il fatto che questa procedura non converge sempre e comunque verso un unico set di pesi sinaptici, poichè in essa sono implicati anche fattori non deterministici (es. valori iniziali dei pesi sinaptici) ed è possibile che l'apprendimento si arresti in un punto che corrisponde ad un minimo locale della superficie d'errore. 2.7 Monitoraggio larvale I campioni (n=180, 100 giorni dalla schiusa, denominati A100) sono stati prelevati dalla vasca S e sono stati inizialmente fissati in formalina (10% in tampone fosfato 0,13M, pH 7,2) e colorati secondo i protocolli messi a punto da Park e Kim (1984) e da Taylor e Van Dyke (1985) e successivamente modificati. Il protocollo utilizzato prevede i seguenti passaggi: (1) Eliminazione dei cromatofori; (2) Colorazione della cartilagine; (3) Preparazione alla colorazione del tessuto osseo; (4) Idratazione 41 e postfissaggio; (5) Digestione enzimatica; (6) Colorazione delle ossa; (7) Diafanizzazione; (8) Conservazione. Terminata la colorazione, ogni individuo viene osservato allo stereomicroscopio (Wild), e vengono rilevati la lunghezza standard (dall’apice rostrale fino all’estremità del peduncolo caudale utilizzando, come riferimento per l’estremità caudale, il margine posteriore degli ipurali (Kohno et al. , 1983)), il numero dei caratteri meristici e le eventuali anomalie di sviluppo. Ciascun esemplare viene osservato su entrambi i lati del corpo, da due operatori diversi. E’ stato rilevato il numero dei seguenti caratteri meristici: – – – vertebre totali (compreso l’urostile); elementi scheletrici di sostegno interno delle pinne (pterigiofori, ipurali, epurali e paraipurali) e le ossa predorsali raggi delle pinne impari e pari (nel caso delle pinne dorsali ed anale i raggi duri, o spine, e quelli morbidi sono stati contati insieme, tranne se specificato diversamente; per i raggi caudali sono stati considerati i solo raggi principali, suddivisi in inferiori e superiori). E’ stata rilevata la topografia delle pinne impari tramite la descrizione delle interdigitazioni dei pterigiofori della pinna anale che si inseriscono negli spazi interemali, e quelli delle pinne dorsali che si inseriscono negli spazi interneurali; la modalità di rappresentazione utilizzata è quella suggerita da Birdsong et al. (1988): una formula composta da un numero, che indica in quale spazio è inserito il primo pterigioforo della pinna in esame, seguito da una serie di valori, che indicano il numero di pterigiofori inseriti in ogni spazio intervertebrale successivo. I campioni sono esaminati per individuare la presenza e la relativa frequenza delle anomalie, ciascuna delle quali è contraddistinta da una lettera che indica la regione dove l’anomalia si manifesta e da un numero che indica il tipo di anomalia. Le conte ottenute per ogni singolo carattere meristico sono state rappresentate con istogrammi di classi di frequenza ed in tabelle dove sono riportate i valori di mediana ed il range per ogni carattere considerato. Le formule di Birdsong sono state rappresentate mediante un’analisi descrittiva. Ogni singolo pattern di interdigitazione per ogni individuo e per ogni pinna è stato identificato con un codice alfabetico; è stata quindi rappresentata con tabelle l’abbondanza dei vari patterns per ogni lotto. Dalla matrice ottenuta dall’esame morfo-anatomico sono state calcolate: – le frequenze di individui risultati affetti da ogni tipo di anomalia; – l’indice malformativo totale (n° di anomalie/n° individui malformati) per lotto; – la percentuale di individui con anomalie gravi; – l’incidenza delle anomalie gravi sul totale delle anomalie osservate (n° anomalie gravi/n° totale anomalie osservate) per lotto; – l’indice delle anomalie gravi (n° di anomalie gravi/n° individui risultati affetti da anomalie gravi) per lotto; – le frequenze (%) di ogni tipo di anomalia osservata per lotto. 42 3 Risultati 3.1 Gestione delle somministrazioni di fito e zooplancton Per analizzare le condizioni trofiche presenti nelle vasche, ovvero della disponibilità ambientale alla base dell’allevamento larvale, sono stati analizzati i dati raccolti relativi all’immissione nelle vasche di organismi provenienti dalle colture parallele. Quindi, è stata effettuata una comparazione pesata dei diversi apporti di alimento somministrato introdotti nelle vasche di allevamento. In questo senso, i dati ottenuti mediante l’annotazione sistematica delle somministrazioni di artemia, rotiferi e microalghe sono stati “pesati” rispetto alla quantità di larve seminate nelle vasche, in modo da ottenere dei trend medi rappresentativi del tipo di gestione che viene normalmente condotto. La Figura 3-1 riporta i risultati ottenuti per le vasche di orata, con riferimento alle somministrazioni di rotiferi. Il grafico, quindi, descrive come sia variata nel tempo la quantità di rotiferi (in milioni) immessi nella vasca, in relazione al numero di larve in essa presenti (per mille). Figura 3-1 E’ possibile osservare come, dopo una fase progressivamente crescente, che è culminata con un picco intorno al 26°-30° giorno di età delle larve, si verifica un graduale decremento, poiché la somministrazione di questo organismo viene ridotta per favorire il passaggio delle larve ad un’alimentazione basata esclusivamente di nauplii di A. salina. In effetti, se si prende in considerazione il grafico risultante per le somministrazioni di A. salina (Figura 3-2), si può osservare come si abbia in simultanea l’inizio, ed il graduale aumento, delle somministrazioni di A. salina. In particolare, l’inizio delle somministrazioni di A. salina si ha durante il “plateau” delle somministrazioni di rotiferi, poiché, in questa fase, si cerca di soddisfare il crescente fabbisogno delle larve con i nauplii di A. salina. In altre parole, lo svezzamento da rotiferi ad A. salina viene condotto dapprima utilizzando quest’ultima come alimento “accessorio”, per poi rendendola gradualmente l’alimento principale. 43 Figura 3-2 Gli stessi criteri e meccanismi possono essere osservati e descritti nel caso della spigola, con le dovute differenze rispetto alla cronologia degli “eventi critici”, ovvero il passaggio tra i due diversi tipi di alimento. Le somministrazioni quantitativamente più importanti di rotiferi (Figura 3-3) si verificano intorno al 10° giorno di età delle larve e, nello stesso periodo, iniziano le somministrazioni di nauplii di A. salina (Figura 9-4), che aumentano gradualmente fino a stabilizzarsi dopo il 30° giorno di età. Questo è dovuto al fatto che iniziano ad essere somministrati i mangimi inerti, che soppianteranno l’alimento vivo durante l’ultima fase di allevamento larvale. Riepilogando, la gestione delle somministrazioni di prede vive, sia per la spigola che per l’orata, è effettuata in modo tale da sovrapporre i rotiferi ed i nauplii di A. salina per un periodo di tempo che non supera le 2 settimane per l’orata e 1 settimana per la spigola. Il significato di tale periodo di sovrapposizione è da ricercarsi nella necessità di fornire alimento “accessibile” a tutte le larve presenti nelle vasche. Se si tiene conto, infatti, che la possibilità di alimentarsi di nauplii di A. salina è condizionata prima di tutto dalla taglia, si può facilmente comprendere come, in ragione della diversità di taglia normalmente presente in ciascun lotto, non tutte le larve presenti in una vasca sono pronte ad alimentarsi di A. salina nello stesso momento. Il mantenimento delle somministrazioni di rotiferi, quindi, previene l’incidenza di mortalità dovute a penuria di risorse trofiche, e permette alle larve ancora incapaci di ingerire nauplii di A. salina di colmare il loro ritardo di sviluppo. 44 Figura 3-3 Naturalmente, come già descritto precedentemente, tali aliquote di prede vive sono introdotte nelle vasche mediante 3 somministrazioni in momenti distinti della giornata. Il criterio alla base del calcolo di biomasse da somministrare dipende da 2 fattori fondamentali: la quantità di larve presenti in vasca ed il loro stadio di sviluppo. Entrambi questi fattori entrano in gioco nello stabilire una quantità di alimento tale che la concentrazione di planctonti all’interno della vasca resti, per tutta la durata del periodo di illuminazione, al di sopra della soglia minima. D’altra parte, è necessario considerare che le somministrazioni che eccedono di molto la dose che può essere consumata dalle larve rappresentano un errore di gestione, poiché i planctonti non ingeriti che restano in vasca scadono progressivamente quanto a qualità nutrizionale. Al contrario, uno di criteri di gestione è quello di preservare la presenza in vasca di prede “fresche”, in modo che le larve possano alimentarsi in maniera continua di planctonti appena usciti dal processo di arricchimento. Figura 3-4 La disponibilità di alimento somministrato, quindi, subisce delle importanti variazioni giornaliere in rapporto alla distanza temporale dall’ultima somministrazione effettuata. Questo è particolarmente 45 vero per i nauplii di A. salina, che sono consumati quasi totalmente nelle prime ore successive alla loro somministrazione. Infatti, i rotiferi rappresentano una preda che persiste maggiormente in vasca sia perché, a parità di biomassa, sono numericamente maggiori dei nauplii di A. salina, sia perché sono l’alimento delle larve quando queste sono in una fase vitale caratterizzata da una bassa voracità. Tutte queste considerazioni sono particolarmente evidenti per la spigola, che ha una spiccata tendenza a consumare l’alimento disponibile fino ad esaurirlo o, comunque, ad abbassarne drasticamente la concentrazione. 3.2 Il bacino di lagunaggio L’analisi del popolamento bentonico di fondo mobile campionato nel bacino di lagunaggio ha evidenziato che il taxon dominante è la famiglia degli Hydrobiidae (219 individui) seguito dalla specie Cerastoderma glaucum (156 individui), dalla specie Syllis fragilis (18 individui) e quindi dalla specie Gammarus insensibilis (15 individui); il resto delle specie campionate rappresenta, nell’insieme, il 6% del totale dei taxa osservati (figura 3-5). Tra le specie rinvenute assumono grande rilievo i molluschi C. glaucum e Cerastoderma neritea, il polichete Hediste diversicolor ed il decapode Carcinus mediterraneus, che Pérès e Picard considerano esclusive della biocenosi Lagunare Eurialina Euriterma (LEE) e definiscono quindi un popolamento ben adattato a condizioni di salinità e temperatura variabili quali quelle che si rinvengono negli ecosistemi di passaggio tra le acque dolci e quelle salate. La presenza di una biocenosi LEE nel bacino di lagunaggio rispecchia l’andamento annuale dei fattori climatici dell’ecosistema in esame, infatti in questa zona si registrano temperature invernali che cadono sotto lo zero e temperature estive che superano i 30 °C. Idem dicasi per la salinità che varia mensilmente in funzione delle escursioni di marea e del regime delle precipitazioni. Figura 3-5 Abbondanza percentuale dello zoobenthos del bacino di lagunaggio 0,88 % 0,44% 6,28 % 12,11 % 79,29 % Gammarus insensibilis Altro Hydrobiidae Gen. sp. Syllis gracilis Cerastoderma glaucum juv. In ambienti di questo tipo possono verificarsi due categorie di problemi legati alle condizioni ambientali estreme: crisi anossiche durante il periodo estivo11 ed immobilizzazione dei nutrienti per il 11 Già in primavera, l’aumentata disponibilità di nutrienti produce un imponente sviluppo della flora fitoplanctonica e bentonica cui segue rapidamente un aumento della produttività secondaria. Questa fioritura aumenta il consumo di ossigeno la cui concentrazione risulta già bassa a causa del regime termico spostato verso temperature elevate. La scarsa disponibilità di ossigeno finisce col determinare un incremento della mortalità che si traduce in accumulo di materia organica cui fa seguito un ulteriore aumento del consumo di ossigeno (feedback positivo). A questo punto, se non intervengono fenomeni di vivificazione mediante apporti di origine marina, il processo evolve verso una crisi distrofica che provoca la morte per anossia di un elevato numero di organismi, con sviluppo di un’abbondante flora anaerobica e produzione di idrogeno solforato. 46 rallentamento dei processi fisiologici durante quello invernale. Il bacino di lagunaggio che serve l’avannotteria, durante la stagione produttiva (dicembre-giugno), ha talvolta costretto gli operatori a fertilizzare l’acqua in ingresso nelle vasche durante la stagione fredda per permettere lo sviluppo delle microalghe. Per quanto riguarda la composizione qualitativa dei campioni di zooplancton si rimanda al paragrafo sull’acqua del ricambio, essendo la prima risultata identica a quest’ultima. 3.3 L’acqua del ricambio 10.529 individui appartenenti a 6 diversi taxa sono stati rinvenuti ed identificati nei campioni d’acqua prelevati dal ricambio delle vasche (36 litri a campionamento). Il taxon più importante è risultato l’ordine degli Arpacticoidi, con il 95,81% degli individui totali esaminati. Tra quelle rinvenute la specie dominante è risultata essere Pseudonychocamptus proximus che, con 9945 individui, costituisce il 94,45% di tutti gli individui analizzati (figura 9-6). Seguono, in ordine di abbondanza decrescente, le larve di Lamellibranchi con il 3,63% e quindi Tisbe holoturiae e Nitocra spinipes, entrambe con lo 0,68%. Figura 3-6 Abbondanza percentuale dei taxa nell'acqua di ricambio 94,45 % N = 10529 3,63 % 0,18 % 0,37% Pseudonychocamptus proximus Tisbe holoturiae 0,68 % Larve lamellibranchi Oncholaimus sp. 0,68 % Nitocra spinipes Larve di Policheti 3.4 Le vasche di allevamento (parametri chimico fisici, accrescimento larvale e stabilità di sistema) La produzione di avannotti di spigola ed orata in vasche di allevamento larvale, quali i grandi volumi, presenta una elevatissima eterogeneità numerica. Durante i cicli di allevamento sperimentali (vedi tabella 3-1), a fronte di semine larvali confrontabili (750-1100 migliaia di larve), la gamma di giovanili prodotti è risultata molto ampia essendo compresa tra le 30 mila e le 174 mila unità nel caso dell’orata e tra le 130 mila e le 285 mila unità in quello della spigola, che pur partiva da semine di 900950 mila larve. 47 Tabella 3-1 Vasca Età Resa Data Larve Avannotti avannotti produttiva schiusa immesse prodotti tolti (gg) percent. O1 01/04/2001 750 000 58 30 000 4% O2 01/04/2001 800 000 58 40 000 5% O3 01/04/2001 900 000 85 40 000 4,4% O4 01/04/2001 1 100 000 98 174 000 15,8% S1 05/02/2002 950 000 87 200 000 21% S2 05/02/2002 900 000 92 130 000 14,4% S3 05/02/2002 900 000 83 285 000 31,6% Questo primo dato rende conto del fatto che i grandi volumi, piuttosto che dei semplici contenitori per l’allevamento delle larve, rappresentano delle vere e proprie unità ecologiche dotate di una storia unica, che riflette l’andamento di dinamiche trofiche e demografiche specifiche e difficilmente replicabili a causa dell’elevatissimo numero di variabili che intervengono nel corso del ciclo di allevamento. Anche la differenza di età degli avannotti al momento della pesca, se letta in funzione del fenomeno del cannibalismo, ampiamente diffuso tra queste specie, sembra non influire, in maniera uniforme, sul numero di giovanili prodotti. In genere il cannibalismo è un comportamento che può essere indotto dalla scarsità di alimento somministrato, ma che compare dopo la metamorfosi e va accentuandosi col passare del tempo. In questo caso, invece, avannotti che hanno sperimentato tale condizione per un lasso di tempo maggiore sembrano averne risentito, numericamente, meno di altri che hanno diviso lo stesso spazio e le stesse risorse trofiche per un tempo più breve (vasche O1 ed O4). Ancora, vengono di seguito riportate quattro serie di grafici di altrettante vasche di produzione. Per ognuna vengono mostrati gli andamenti di alcuni parametri chimico fisici quali la temperatura, la percentuale di ossigeno a saturazione e la concentrazione dei composti azotati. Tali andamenti sono messi a confronto con l’accrescimento larvale, espresso come lunghezza delle larve, e con il tasso di accrescimento specifico (SGR: specific growth rate), un indice più idoneo per confrontare brevi periodi di crescita. Le quattro vasche di cui si mostrano gli andamenti sono la O1 e la O2 (orate), campionate nella primavera del 2000; e la S1 e S2 (spigole) campionate nell’inverno 2001 (figura 9-7, figura 3-8). La riga A comprende i grafici temperature/%O2 a saturazione. La temperatura media della vasca O1 è stata di 19,81 ±2,1, quella della O2 è stata di 20,76 ±2,2, per la S1di 17,09 ±0,5 e per la S2 di 17,04 ±0,6. Le vasche di produzione primaverili presentano, dunque, una temperatura media superiore di 2-3 °C a quella delle vasche invernali, come è lecito aspettarsi, ma anche una maggiore variazione, come si evince dalla deviazione standard. La spiegazione di questo diverso andamento è da ricercare nel riscaldamento artificiale dell’acqua in ingresso durante il periodo invernale, che produce un flusso idrico a temperatura quasi costante, contro l’immissione non controllata primaverile che dipende esclusivamente dalle temperature esterne e quindi presenta delle fluttuazioni più marcate. 48 Per quanto riguarda la percentuale di ossigeno a saturazione 12 , tenendo presente che essa varia in funzione della temperatura e della salinità dell’acqua13 , nonché dei processi biologici e biochimici e della presenza di inquinanti a forte richiesta di ossigeno, gli andamenti dei grafici testimoniano che le vasche di allevamento delle orate si sono tenute mediamente al di sopra dell’80 % mentre quelle delle spigole hanno oscillato intorno al 73 % con una lieve flessione nel corso dell’evoluzione temporale. La maggiore temperatura delle vasche di orata si traduce in una minore concentrazione di O2 espressa in mg/l (O1: 6,58 ±0,45; O2: 6,51 ±0,41; S1: 6,87 ±0,37; S2: 7,16 ±0,43), ma il valore più elevato della percentuale di ossigeno a saturazione, delle vasche di orata, induce a supporre che il sistema a grandi volumi, per questa specie, presenti una maggiore capacità ossidativa nei confronti di quello per la spigola e quindi una maggiore capacità ad ossidare eventuali sostanze tossiche. Nella riga B vengono riportati gli andamenti delle concentrazioni dei composti dell’azoto (ammoniaca, nitriti e nitrati14 ) in scala logaritmica. Questi tre parametri sono interdipendenti essendo i nitriti ed i nitrati prodotti del metabolismo batterico che utilizza l’ammoniaca. I ranges di oscillazione di questi parametri, per le quattro vasche in esame, vanno da 0,02 a 0,29 per lo ione ammonio (NH4 +), da 0,004 a 0,092 per i nitriti e da 0,4 a 2,2 per i nitrati. Il parametro più importante per monitorare lo stato di salute del sistema è la concentrazione dello ione ammonio, essendo questo in equilibrio chimico con l’ammoniaca gassosa (NH3 ). La concentrazione dello ione ammonio si mantiene sotto gli 0,1 mg/l fino all’ottavo giorno di età delle larve. Questo lasso di tempo è quello in cui il sistema riesce mantenere l’equilibrio ecologico senza dover usufruire degli apporti vivificatori esterni. Dopo l’ottavo giorno si ha la rottura di tale equilibrio per cui la concentrazione di ione ammonio aumenta, ma, a questo punto, la ciclica rimozione del materiale di fondo (per sifonatura) prima, e l’apertura del ricambio poi, contribuiscono a mantenere le condizioni di crescita ottimali, come si può leggere dalle oscillazioni che questo parametro presenta. Nella riga C sono stati riportati gli accrescimenti, espressi come lunghezza, delle larve. Considerato che l’accrescimento è funzione diretta della temperatura, la differenza tra le vasche delle differenti specie rende conto della diversità nella velocità di crescita delle due specie. Infatti, a fronte di temperature più elevate, le orate hanno superato gli 8 mm solo dopo il 34° giorno, mentre le spigole hanno avuto un accrescimento più rapido (nella vasca S2 tale lunghezza è stata raggiunta prima del 14° giorno), sebbene per la vasca S1 tale condizione non sembri soddisfatta. In realtà, ad una più approfondita analisi, la discrepanza nell’accrescimento delle spigole della vasca S1 va risolta alla luce di un evento di discreta mortalità larvale, cui è andato incontro il sistema, e che ha determinato un rallentamento della crescita larvale. A rafforzare quanto detto sopra si è calcolato il tasso di accrescimento specifico (riga D della tavola 1) secondo la formula: 12 % saturazione = ([O2 ] misurato/[O2 ] a saturazione)? 100 La solubilità dell’O2 in una soluzione acquosa in equilibrio con l’atmosfera, è proporzionale alla pressione parziale nella fase gassosa e diminuisce in modo non lineare al crescere della temperatura e della salinità dell’acqua. 14 L’ammoniaca (NH3 ) è presente nell’acqua sotto forma di ione ammonio (NH4 +) o di gas disciolto (NH3 )che è la forma tossica per il pesce.Nelle vasche di allevamento intensivo i valori di ammoniaca oscillano generalmente tra 0,5 2,5 mg/l, in funzione dell’alimentazione e dell’attività dei pesci allevati. La tossicità dell’ammoniaca (NH3 ) varia con la taglia del pesce, essa tende ad aumentare al diminuire del pH. L’ammoniaca disciolta in acqua, attraverso il processo di nitrificazione, è trasformata in nitriti prima e nitrati poi da batteri nitrificanti (Nitrosomonase Nitrobacter). I nitriti (NO2 ) sono tossici in acqua dolce a concentrazioni di 0,015-0,2 mg/l, la loro tossicità diminuisce all’aumentare del pH, della salinità e della concentrazione dei bicarbonati. I nitrati (NO3 ) sono il prodotto finale delle reazioni di nitrificazione e non risultano tossici se non ad elevatissime concentrazioni. 13 49 Dove lf è la lunghezza finale della larva rispetto a quella iniziale li. L’andamento caratteristico di questo parametro è molto evidente per le vasche O1 e S2 nelle quali il tasso tende a decrescere col passare del tempo. Andamenti come quelli delle vasche O2 e S1 indicano che l’accrescimento ha subito delle fasi di rallentamento all’inizio ed intorno al 24° giorno, rispettivamente. Mentre questa anomalia presenta un riscontro numerico nella produttività finale della vasca di orate, lo stesso non si può dire per quella di spigola dalla quale sono stati pescati 200.000 avannotti. In sintesi, il sistema di allevamento larvale in grandi volumi si comporta come una funzione della specie ittica allevata, del tempo di permanenza degli avannotti e delle condizioni trofiche in cui crescono e si sviluppano le larve. In particolare, i grandi volumi di orata presentano una maggiore stabilità di sistema, letta come maggiore capacità ossidativa e quindi dipendente dalla percentuale di O2 a saturazione, e producono numeri maggiori di avannotti all’aumentare delle larve seminate, mentre la produzione di spigola sembra risentire maggiormente della prolungata permanenza nelle vasche di allevamento, ma riesce a conseguire, ugualmente, elevate performances produttive nonostante il sistema sembri dotato di una minore capacità di autoregolazione. In entrambi i casi, eventi isolati casuali, riconducibili probabilmente a squilibri trofici, possono determinare flessioni nella quantità di individui prodotti. 50 Figura 3-7 27 24 21 18 15 1 4 710131 61 92 2252831343 7404346 t 100 90 80 70 60 % O2 t (°C) O2 100 90 80 70 60 % O2 t (°C) O1 27 24 21 18 15 1 4 71 0131 61 92 2252831343 740434 6 t O2 10 10 1 1 0.1 0.1 0.01 O2 0.01 0.001 0.001 2 6 10 14 18 22 26 NH4 30 34 38 NO2 42 46 2 6 NO3 10 14 18 22 26 NH4 16 16 12 12 8 8 4 4 30 34 38 NO2 42 46 NO3 0 0 6 10 14 18 22 26 30 34 38 6 6 6 4 4 2 2 0 0 12 18 24 30 36 10 12 14 18 18 22 26 24 30 30 34 38 36 51 Figura 3-8 S1 27 24 100 90 21 18 80 70 15 60 1 4 7 101 31 6192 22 5283 13 437404 346 t S2 27 24 21 18 15 100 90 80 70 60 1 4 71 01316192 22 52831343 74 04 346 t O2 10 O2 10 1 1 0.1 0.1 0.01 0.01 0.001 0.001 2 2 6 10 14 18 22 26 NH4 30 34 38 NO2 42 NO3 10 14 18 22 NH4 16 16 12 12 8 8 4 4 0 6 26 30 34 38 42 46 46 NO2 NO3 0 6 10 14 18 22 26 30 34 38 6 10 6 6 4 4 2 2 0 0 12 18 24 30 36 14 12 18 18 22 26 24 30 30 34 38 36 52 3.5 Zoobenthos presente sulle pareti delle vasche Di seguito è riportata la descrizione dei dati relativi al mesozoobenthos (0.2-2 mm) presente sulle pareti delle vasche. L’ordine mediante il quale i dati relativi ad ogni vasca sono rappresentati è di tipo temporale, per ogni vasca sono riportate l’età della vasca e quella delle larve. 3.5.1 Vasca O1 Sebbene il campionamento sia iniziato fin dal riempimento della vasca (quindi prima dell’immissione delle larve), la presenza di organismi nei campioni è stata osservata soltanto a partire dal 27° giorno di età della vasca stessa. L’apertura del ricambio idrico dal bacino di lagunaggio è avvenuta in corrispondenza del 23° giorno E.V.. Il grafico (Figura 3-9) permette di osservare come vi sia stato un graduale aumento dell’abbondanza degli organismi, fino ad un massimo osservato in corrispondenza del 42° giorno d’età della vasca (di seguito E.V.). Successivamente, l’abbondanza degli organismi è velocemente diminuita fino a stabilizzarsi su valori minimi, prossimi a zero, che si sono mantenuti tali negli ultimi campioni raccolti. Le specie che sono state identificate e contate nei campioni sono Pseudonychocamptus proximus e Tisbe holoturiae. L’abbondanza relativa delle due specie è stata molto diversa nei vari campioni: la presenza di P. proximus è stata più omogenea e costante e, con la sola eccezione del campione del 42° giorno E.V., essa è sempre stata la specie numericamente più importante nei campioni analizzati; T. holoturiae, invece, è stata osservata solo nei campioni dal 36° giorno al 45° giorno E.V., e la sua abbondanza ha superato quella di P. proximus solo negli ultimi due di questi campioni. Le abbondanze degli organismi campionati hanno raggiunto un massimo di 600 individui. I dati esposti riportano la distinzione, per ciascuna delle specie identificate, tra adulti e giovanili. La ripartizione numerica degli individui osservati ha evidenziato, per P. proximus, un rapporto pressoché costante tra queste due classi, con gli adulti che ammontavano a circa il doppio dei giovanili presenti in ciascun campione. Questa proporzione non è stata osservata anche per T. holoturiae. 53 Figura 3-9 ANDAMENTO DELLE ABBONDANZE DEGLI ORGANISMI SELVATICI SULLA PARETE DELLA VASCA 01 ABBONDANZE NEI CAMPIONI 700 600 500 400 300 200 100 0 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 51 54 57 0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 LINEA 1: ETA' DELLA VASCA - LINEA 2: ETA' DELLE LARVE (D.P.H.) Pseudonychocamptus proximus Pseudonychocamptus proximus juv. Tisbe holoturiae Tisbe holoturiae juv. Figura 3-10 ABBONDANZE NEI CAMPIONI ANDAMENTO DELLE ABBONDANZE DEGLI ORGANISMI SELVATICI SULLA PARETE DELLA VASCA 02 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 8 11 14 17 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 0 3 6 9 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 LINEA 1: ETA' DELLA VASCA - LINEA 2: ETA' DELLE LARVE (D.P.H.) Pseudonychocamptus proximus Pseudonychocamptus proximus juv. Tisbe holoturiae Tisbe holoturiae juv. 54 Figura 3-11 ABBONDANZE NEI CAMPIONI ANDAMENTO DELLE ABBONDANZE DEGLI ORGANISMI SELVATICI SULLA PARETE DELLA VASCA 03 2500 2000 1500 1000 500 0 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 LINEA 1: ETA' DELLA VASCA - LINEA 2: ETA'DELLE LARVE (D.P.H.) 3.52 Pseudonychocamptus proximus Pseudonychocamptus proximus juv. Tisbe holoturiae Tisbe holoturiae juv. Nitocra spinipens Nitocra spinipens juv. Vasca O2 In questa vasca la presenza di organismi selvatici è stata osservata nei campioni a partire dal 17° giorno E.V.. L’apertura del ricambio è avvenuta in corrispondenza del 13° giorno E.V.. L’andamento delle popolazioni (Figura 3-10) è stato simile a quello descritto per la O1 con un graduale aumento iniziale di copepodi e una diminuzione, sebbene meno marcata, rispetto alla vasca precedente. Le specie osservate sono state le stesse descritte per la vasca O1. Le loro abbondanze relative sono risultate molto diverse, con P. proximus sempre nel ruolo di specie dominante per numero di individui. Le abbondanze degli organismi campionati hanno raggiunto un massimo di 450 individui. La ripartizione delle due specie in adulti e giovanili è risultata diversa da quella vista per la vasca O1: in questo caso il rapporto è stato quasi sempre vicino a 1 per entrambe le specie. 3.5.3 Vasca O3 Le specie descritte sono state le stesse osservate nei casi precedenti, ma gli andamenti delle abbondanze sono stati diversi da quelli delle vasche O1 ed O2 (figura 3-11). Infatti, dopo la loro comparsa, in corrispondenza del campione del 21° giorno E.V., le abbondanze sono continuate ad aumentare per tutta la durata del campionamento, raggiungendo un massimo di 2500 individui. L’apertura del ricambio è avvenuta in corrispondenza del 21° giorno E.V.. L’importanza relativa delle due specie è stata a vantaggio di T. holoturiae che ha rappresentato, in tutti i campioni, la specie largamente più abbondante. Gli andamenti delle due specie, tuttavia, sono stati molto simili, ovvero entrambi crescenti. E’ stata rilevata, inoltre, la presenza di una terza specie di copepode arpacticoide, denominata Nitocra spinipes. Il numero di individui di questa specie è risultato molto basso in rapporto alle prime due e, quindi, la sua abbondanza relativa è stata sempre marginale. 55 3.5.4 Vasca O4 Anche in questo caso le specie descritte sono state P. proximus e T. holoturiae. La loro comparsa nei campioni è avvenuta in corrispondenza del 22° giorno E.V. (figura 3-12). L’andamento è stato dapprima crescente per entrambe le specie, generando un aumento graduale degli organismi fino ad un massimo osservato per il campione del 37° giorno E.V., quindi decrescente, con una rapida diminuzione del numero di organismi negli ultimi campioni. L’abbondanza relativa delle due specie è stata molto diversa, cioè fortemente a favore di P. proximus. A livello quantitativo, i campioni hanno raggiunto un tetto di 140 individui. 3.5.5 Vasca S1 Le specie identificate nei campioni sono sempre P. proximus e T. holoturiae. La loro comparsa è datata in corrispondenza del campione del 20° giorno E.V.. L’apertura del ricambio è avvenuta l’ 24° giorno E.V.. L’andamento delle popolazioni (figura 3-13), dapprima stabile con lievi incrementi e decrementi, diventa bruscamente crescente per gli ultimi campioni. La specie dominante sia nel primo tratto che nel secondo è P. proximus . Tuttavia, negli ultimi campioni, diventa considerevole il contributo di T. holoturiae che assume valori di abbondanza relativa prossimi a quelli dell’altra specie. Il numero di individui per ogni campione risulta compreso tra 0 e 70. Entrambe le specie sono state osservate in rapporti molto sbilanciati a favore dei giovanili. 3.5.6 Vasca S2 La comparsa delle specie identificate, che sono sempre le due sopra descritte, è stata osservata nel campione del 42° giorno E.V.. L’apertura del ricambio si colloca al 28° giorno E.V.. L’andamento osservato (figura 3-14) è crescente per entrambe le specie, con una lieve diminuzione in corrispondenza dell’ultimo campionamento. Le abbondanze relative sono maggiori per P. proximus nei primi campioni e per T. holoturiae negli ultimi. Il numero di individui per ciascun campione varia tra 0 e 160. La ripartizione in classi di età vede la presenza quasi esclusiva di giovanili per P. proximus e un rapporto vicino a 1 per T. holoturiae. 3.5.7 Vasca S3 La comparsa delle specie di copepodi arpacticoidi (P. proximus e T. holoturiae) è datata al 4° giorno E.V. Fino al 23° giorno E.V. il numero di individui si mantiene molto basso (figura 3-15) per iniziare ad aumentare nella fase successiva. Le abbondanze relative sono sempre maggiori per P. proximus, tranne che in alcuni campioni della fase iniziale nella quale si sono registrati valori inferiori a cinque individui totali. Il numero di individui per ciascun campione è variato tra 0 e 40. Le proporzioni tra adulti e giovanili sono sempre prossime a 1. 56 Figura 3-12 ABBONDANZE NEI CAMPIONI ANDAMENTO DELLE ABBONDANZE DEGLI ORGANISMI SELVATICI SULLA PARETE DELLA VASCA 04 140 120 100 80 60 40 20 0 7 10 13 16 19 22 25 28 31 34 37 40 43 46 0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 LINEA 1: ETA' DELLA VASCA - LINEA 2: ETA' DELLE LARVE (D.P.H.) Pseudonychocamptus proximus Pseudonychocamptus proximus juv. Tisbe holoturiae Tisbe holoturiae juv. Figura 3-13 ABBONDANZE NEI CAMPIONI ANDAMENTO DELLE ABBONDANZE DEGLI ORGANISMI SELVATICI SULLA PARETE DELLA VASCA S1 70 60 50 40 30 20 10 0 10 12 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54 56 58 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 LINEA 1: ETA' DELLA VASCA - LINEA 2: ETA' DELLE LARVE (D.P.H.) Pseudonychocamptus proximus Pseudonychocamptus proximus juv. Tisbe longicornis Tisbe longicornis juv. Figura 3-14 ABBONDANZE NEI CAMPIONI ANDAMENTO DELLE ABBONDANZE DEGLI ORGANISMI SELVATICI SULLA PARETE DELLA VASCA S2 160 140 120 100 80 60 40 20 0 16 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54 56 58 60 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 LINEA 1: ETA' DELLA VASCA - LINEA 2: ETA' DELLE LARVE Pseudonychocamptus proximus Pseudonychocamptus proximus juv. Tisbe holoturiae Tisbe holoturiae juv. 57 Figura 3-15 ANDAMENTO DELLE ABBONDANZE DEGLI ORGANISMI SELVATICI SULLA PARETE DELLA VASCA S3 ABBONDANZE NEI CAMPIONI 40 35 30 25 20 15 10 5 0 4 17 20 23 29 0 13 16 19 25 LINEA 1: ETA' DELLA VASCA - LINEA 2: ETA' DELLE LARVE Pseudonychocamptus proximus Pseudonychocamptus proximus juv. Tisbe holoturiae Tisbe holoturiae juv. 3.6 Zooplancton presente nell’acqua delle vasche Di seguito è riportata la descrizione dei dati relativi al mesozooplankton (0.2-2 ? m) presente nell’acqua delle vasche. Tali dati sono stati ottenuti, come descritto in Materiali e Metodi, mediante l’aspirazione di volumi noti d’acqua delle vasche e loro successiva filtrazione. Lo strumento che è stato utilizzato è un sifone a bocca circolare. L’ordine mediante il quale i dati relativi ad ogni vasca saranno esposti segue quello utilizzato sopra. 3.6.1 Vasca O1 Nei campioni della mattina è stata osservata la presenza di copepodi arpacticoidi, appartenenti alle due specie sopra descritte per le pareti delle vasche, a partire dal campione relativo al 22° giorno di età della vasca. Il numero di organismi nei campioni si è mantenuto dapprima molto basso (Figura 3-16), risultando anche uguale a zero, ed è cominciato ad aumentare a partire dal campione del 32° giorno E.V.. Da quel momento si è mantenuto su valori più alti, oscillando però fortemente. L’intervallo complessivo di variazione dell’abbondanza nei campioni è stato compreso tra 0 e 140 individui. In queste serie di campioni è stata rilevata la presenza di Acartia clausi, un copepode calanoide ad ecologia planctonica (vedi scheda relativa in appendice) e di larve di lamellibranchi. Queste ultime sono state presenti nei primi campioni raccolti, e la loro abbondanza è velocemente diminuita fino a diventare uguale a zero. L’importanza relativa delle varie specie, quindi, può essere descritta ponendo P. proximus come specie più abbondante, seguita da T. holoturiae e A. clausi (che però è stata rilevata con pochissimi individui). Confrontando i dati della parete con quelli di questi campioni, inoltre, è possibile osservare come i periodi di massima abbondanza in ciascuno dei due substrati non coincidano. Nei campioni del pomeriggio della stessa vasca (Figura 3-17) sono state osservate le stesse specie di organismi, con un andamento del tutto analogo a quello descritto per i campioni della mattina. Ad un’iniziale presenza di larve di lamellibranchi, infatti, si sostituisce quella dei copepodi. La gerarchia delle varie specie in termini d’abbondanza relativa è mantenuta. L’intervallo in termini 58 di numero d’individui per i campioni del pomeriggio è compreso tra 0 e 100. Il rapporto tra adulti e giovanili assume valori prossimi a 1 per P. proximus e molto sbilanciati a favore dei giovanili nelle altre specie. 3.6.2 Vasca O2 Nei campioni della mattina (Figura 3-18) è stata osservata, come per la vasca precedente, dapprima la presenza di larve di lamellibranchi, e poi delle due specie di copepodi arpacticoidi e del calanoide A. clausi. Gli andamenti sono stati tutti oscillanti, tranne che nel caso delle larve di lamellibranchi che sono rapidamente scomparse dai campioni come per la vasca precedente. In un solo campione (39 gironi E.V.) è stata osservata la presenza di giovanili di N. spinipes. Le abbondanze relative hanno privilegiato P. proximus in maniera molto netta in quasi tutti i campioni. Nei campioni del pomeriggio (Figura 3-19), invece, l’andamento è parso molto più omogeneo, con un incremento e poi una diminuzione. Dal confronto tra le serie di dati della parete e dell’acqua non è stato possibile stabilire affinità evidenti. Rispetto ai campioni della parete, invece, le serie di dati sono parse più simili di quanto visto per la vasca O1. L’intervallo delle abbondanze dei campioni è risultato compreso tra 0 e 120 individui sia per la mattina sia per il pomeriggio. La ripartizione ed il rapporto tra adulti e giovanili è a favore di questi ultimi per tutte le specie. In particolare, sono stati osservati adulti appartenenti quasi esclusivamente alla specie P. proximus. Figura 3-16 ANDAMENTO DELLE ABBONDANZE DEGLI ORGANISMI SELVATICI NELL'ACQUA DELLA VASCA 01 - AM ABBONDANZE NEI CAMPIONI 140 120 100 80 60 40 20 0 5 7 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 LINEA 1: ETA' DELLA VASCA - LINEA 2: ETA' DELLE LARVE Larve lamellibranchi Pseudonychocamptus proximus Pseudonychocamptus proximus juv. Tisbe holoturiae Tisbe holoturiae juv. Acartia clausi juv. Nitocra spinipens juv. 59 Figura 3-17 ANDAMENTO DELLE ABBONDANZE DEGLI ORGANISMI SELVATICI NELL'ACQUA DELLA VASCA 01 - PM ABBONDANZE NEI CAMPIONI 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 5 7 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 LINEA 1: ETA' DELLA VASCA - LINEA 2: ETA' DELLE LARVE Larve lamellibranchi Pseudonychocamptus proximus Pseudonychocamptus proximus juv. Tisbe holoturiae Tisbe holoturiae juv. Acartia clausi juv. Nitocra spinipens juv. Figura 3-18 ANDAMENTO DELLE ABBONDANZE DEGLI ORGANISMI SELVATICI NELL'ACQUA DELLA VASCA 02 - AM ABBONDANZE NEI CAMPIONI 120 100 80 60 40 20 0 7 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 LINEA 1: ETA' DELLA VASCA - LINEA 2: ETA' DELLE LARVE Larve lamellibranchi Pseudonychocamptus proximus Pseudonychocamptus proximus juv. Tisbe holoturiae Tisbe holoturiae juv. Acartia clausi Nitocra spinipens juv. Figura 3-19 ANDAMENTO DELLE ABBONDANZE DEGLI ORGANISMI SELVATICI NELL'ACQUA DELLA VASCA 02 - PM ABBONDANZE NEI CAMPIONI 140 120 100 80 60 40 20 0 7 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 LINEA 1: ETA' DELLA VASCA - LINEA 2: ETA' DELLE LARVE Larve lamellibranchi Pseudonychocamptus proximus Pseudonychocamptus proximus juv. Tisbe holoturiae Tisbe holoturiae juv. Acartia clausi Acartia clausi juv. Nitocra spinipens Nitocra spinipens juv. 3.6.3 Vasca O3 Nei campioni della mattina (figura 3-20) ed in quelli del pomeriggio (figura 3-21) è stata osservata 60 la presenza degli stessi organismi descritti per la parete ed, inoltre, gli andamenti nelle tre serie di dati (parete ed acqua AM e PM) sono parsi analoghi. Infatti, tanto nei campioni della mattina quanto in quelli del pomeriggio la comparsa dei copepodi arpacticoidi e calanoidi è stata seguita da un loro costante aumento per tutta la durata del periodo di campionamento. Come per i campioni della parete, anche in questo caso il numero di individui nei campioni è stato molto più elevato di quello registrato nelle vasche precedenti, risultando compreso tra 0 e 2.500. Una differenza tra i campioni della parete e quelli delle vasche è stata osservata, invece, in merito all’abbondanza relativa delle varie specie: mentre nei campioni della parete T. holoturiae è stata dominante in tutti i casi, nei campioni d’acqua P. proximus tende ad assumere un’abbondanza relativa simile a Tisbe nella parte finale del campionamento. Il rapporto tra adulti e giovanili è stato prossimo a 1 sia per P. proximus che per T. holoturiae e, soprattutto, è sempre parso costante lungo la serie temporale dei campioni. 3.6.4 Vasca O4 I dati raccolti per questa vasca hanno evidenziato, come per molte di quelle precedenti, un andamento dapprima crescente e poi decrescente delle abbondanze delle varie specie. La specie numericamente dominante è stata, ancora una volta, P. proximus, con le altre specie presenti in quantità modeste. I giovanili di P. proximus sono stati presenti, in quasi tutti i casi, in numero doppio rispetto agli adulti. Anche in questo caso, il rapporto è parso costante lungo la serie temporale dei campioni. Queste considerazioni valgono tanto per i campioni della mattina (figura 3-22) quanto per quelli del pomeriggio (figura 3-23). L’unica differenza rilevata tra queste due serie di dati è la presenza, nei campioni del pomeriggio, di un elevato numero di A. clausi nei due campioni del 25° e 52° giorno di E.V.. Il numero di individui totali per campione è stato compreso tra 0 e 45 (AM) e tra 0 e 120 (PM). Come per le vasche O1 ed O2, non è stato possibile osservare una similitudine evidente tra le serie di dati dell’acqua e quella della parete. Figura 3-20 ANDAMENTO DELLE ABBONDANZE DEGLI ORGANISMI SELVATICI NELL'ACQUA DELLA VASCA O3 - AM ABBONDANZE NEI CAMPIONI 2500 2000 1500 1000 500 0 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 LINEA 1: ETA' DELLA VASCA - LINEA 2: ETA' DELLE LARVE Larve lamellibranchi Pseudonychocamptus proximus Pseudonychocamptus proximus juv. Tisbe longicornis Tisbe longicornis juv. Acartia clausi juv. Nitocra spinipens Nitocra spinipens juv. 61 Figura 3-21 ANDAMENTO DELLE ABBONDANZE DEGLI ORGANISMI SELVATICI NELL'ACQUA DELLA VASCA 03 - PM ABBONDANZE NEI CAMPIONI 500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 LINEA 1:ETA' DELLA VASCA - LINEA 2: ETA' DELLE LARVE Larve lamellibranchi Pseudonychocamptus proximus Pseudonychocamptus proximus juv. Tisbe longicornis Tisbe longicornis juv. Acartia clausi juv. Nitocra spinipens Nitocra spinipens juv. Figura 3-22 ABBONDANZE NEI CAMPIONI ANDAMENTO DELLE ABBONDANZE DEGLI ORGANISMI SELVATICI NELL'ACQUA DELLA VASCA 04 - AM 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 22 39 41 42 44 46 47 48 50 52 53 55 56 57 59 60 62 65 66 16 17 19 20 22 24 25 26 28 30 31 33 34 35 37 38 40 43 44 LINEA 1: ETA' DELLA VASCA - LINEA 2: ETA' DELLE LARVE Pseudonychocamptus proximus Pseudonychocamptus proximus juv. Tisbe holoturiae Tisbe holoturiae juv. Nitocra spinipens Nitocra spinipens juv. Figura 3-23 ANDAMENTO DELLE ABBONDANZE DEGLI ORGANISMI SELVATICI NELL'ACQUA DELLA VASCA 04 - PM ABBONDANZE NEI CAMPIONI 120 100 80 60 40 20 0 22 24 25 27 28 30 31 33 34 36 37 39 40 42 43 45 46 48 49 51 52 16 18 19 21 22 24 25 27 28 30 31 33 34 36 37 39 40 42 43 45 46 LINEA 1: ETA' DELLA VASCA - LINEA 2: ETA' DELLE LARVE Pseudonychocamptus proximus Pseudonychocamptus proximus juv. Tisbe holoturiae Tisbe holoturiae juv. Acartia clausi Nitocra spinipens Nitocra spinipens juv. 3.6.5 Vasca S1 I primi organismi sono stati osservati, in questi campioni, in corrispondenza del 14° giorno E.V. sia per la serie AM (figura 3-24) sia per quella PM (figura 3-25). 62 Ancora una volta le larve di lamellibranchi sono state viste declinare rapidamente, ed i copepodi comparire, aumentare e decrescere. Sono state rinvenute le sole specie P. proximus e T. holoturiae. Rispetto alle vasche fin qui esaminate il ruolo principale è stato occupato da T. holoturiae, presente come specie più abbondante in quasi tutti i campioni. Il numero di individui per campione è stato compreso tra 0 e 20 (AM) e tra 0 e 14 (PM). Il rapporto tra adulti e giovanili è stato molto variabile per tutte le specie. Si noti come si tratta di abbondanze molto inferiori rispetto a quelle fin qui descritte. Allo stesso modo che nella maggior parte dei casi precedenti, non ci sono affinità tra le serie di dati dell’acqua e quella della parete. 3.6.6 Vasca S2 In questa vasca è stata osservata la presenza delle sole specie P. proximus e T. holoturiae e delle larve di lamellibranchi. Il numero di individui osservati per campione è stato molto modesto, variando tra 0 e 10 in tutti i casi tranne un solo campione della serie AM (figura 3-26) ed uno della serie PM (figura 327). La specie dominate per abbondanza è stata T. holoturiae. Oltre alla scarsità di individui non sono state riscontrate altre analogie tra le due serie di dati e tra queste e quella della parete. 3.6.7 Vasca S3 Nei campioni di questa vasca, come in quelli delle due vasche precedenti, è stata osservato un numero molto basso di organismi, sempre inferiore a 45 sia per la serie AM (Figura 3-28) che per quella PM (Figura3-29). Per il resto, non sono state osservate analogie tra le due serie di dati e tra queste e quella della parete. Figura 3-24 ANDAMENTO DELLE ABBONDANZE DEGLI ORGANISMI SELVATICI NELL'ACQUA DELLA VASCA S1 - AM ABBONDANZE NEI CAMPIONI 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 1213 1415 1617 1819 2021 2223 2425 2627 2829 30 31 32 33 3435 36 3738 3940 41 42 4344 4546 4748 4950 5152 5354 4 5 6 7 8 9 1011 1213 1415 1617 1819 2021 22 23 24 25 2627 28 2930 3132 33 34 3536 3738 3940 4142 4344 4546 LINEA 1: ETA' DELLA VASCA - LINEA 2: ETA' DELLE LARVE Larve lamellibranchi Pseudonychocamptus proximus juv. Tisbe longicornis Tisbe longicornis juv. 63 Figura 3-25 ABBONDANZE NEI CAMPIONI ANDAMENTO DELLE ABBONDANZE DEGLI ORGANISMI SELVATICI NELL'ACQUA DELLA VASCA S1 - PM 14 12 10 8 6 4 2 0 12 13 1415 16 1718 19 20 21 22 23 2425 26 27 28 29 3031 32 3334 35 36 37 38 39 4041 42 4344 45 46 47 48 4950 51 52 53 54 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1617 18 19 20 21 2223 24 2526 27 28 29 30 31 3233 34 3536 37 38 39 40 4142 43 44 45 46 LINEA 1: ETA' DELA VASCA - LINEA 2: ETA' DELLE LARVE Larve lamellibranchi Pseudonychocamptus proximus Tisbe longicornis Tisbe longicornis juv. Pseudonychocamptus proximus juv. Figura 3-26 ABBONDANZE NEI CAMPIONI ANDAMENTO DELLE ABBONDANZE DEGLI ORGANISMI SELVATICI NELL'ACQUA DELLA VASCA S2 -AM 60 50 40 30 20 10 0 15 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51 53 55 57 59 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 LINEA 1: ETA' DELLA VASCA - LINEA 2: ETA' DELLE LARVE Larve lamellibranchi Pseudonychocamptus proximus Tisbe holoturiae Tisbe holoturiae juv. Pseudonychocamptus proximus juv. Figura 3-27 ABBONDANZE NEI CAMPIONI ANDAMENTO DELLE ABBONDANZE DEGLI ORGANISMI SELVATICI NELL'ACQUA DELLA VASCA S2 - PM 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 15 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51 53 55 57 59 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 LINEA 1: ETA' DELLA VASCA - LINEA 2: ETA' DELLE LARVE Larve lamellibranchi Pseudonychocamptus proximus juv. Tisbe holoturiae juv. Acartia clausi juv. Tisbe holoturiae 64 Figura 3-28 ABBONDANZE NEI CAMPIONI ANDAMENTO DELLE ABBONDANZE DEGLI ORGANISMI SELVATICI NELL'ACQUA DELLA VASCA S3 - AM 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 8 11 14 17 20 23 26 29 32 35 4 7 10 13 16 19 22 25 28 31 LINEA 1: ETA' DELLA VASCA - LINEA 2: ETA' DELLE LARVE Pseudonychocamptus proximus Pseudonychocamptus proximus juv. Tisbe holoturiae juv. Nitocra spinipens Tisbe holoturiae Figura 3-29 ABBONDANZE NEI CAMPIONI ANDAMENTO DELLE ABBONDANZE DEGLI ORGANISMI SELVATICI NELL'ACQUA DELLA VASCA S3 - PM 40 35 30 25 20 15 10 5 0 8 11 14 17 20 23 26 29 32 35 4 7 10 13 16 19 22 25 28 31 LINEA 1: ETA' DELLA VASCA - LINEA 2: ETA' DELLE LARVE Pseudonychocamptus proximus Pseudonychocamptus proximus juv. Nitocra spinipens Nitocra spinipens juv. Tisbe holoturiae juv. 3.7 Biometrie e biovolumi degli organismi selvatici ed allevati L’analisi d’immagine effettuata mediante il software TPSdig ha permesso di ottenere le dimensioni medie (lunghezza, larghezza e spessore) del corpo di ciascun gruppo di organismi selvatici (copepodi, larve di lamellibranchi, ecc.) ed allevati (rotiferi ed A. salina). Da queste dimensioni medie è stato possibile calcolare i biovolumi medii di ciascun gruppo. (Tabella 93-2). 65 B. plicatilis Copepod nauplii Oyster larvae P. brevirostris juv. P. brevirostris A. salina nauplii T. hol juv. A. clausi juv. T. holoturiae Body length (mm) 0.017±0.003 0.023±0.003 0.015±0.002 0.045±0.001 0.055±0.004 0.07±0.006 0.066±0.006 0.074±0.008 0.084±0.012 Tabella 3-2 Body Width (mm) 0.013±0.013 0.014±0.002 0.014±0.002 0.013±0 0.017±0.001 0.02±0.002 0.021±0.003 0.021±0.002 0.027±0.004 Body depht (mm) 0.009±0.002 0.013±0.002 0.018±0.013 0.012±0 0.015±0.005 0.015±0.001 0.018±0.005 0.022±0.005 0.024±0.008 Biovolume (mm3 × 1000) 0.002±0.002 0.004±0.001 0.004±0.003 0.007±0 0.014±0.005 0.022±0.006 0.025±0.015 0.035±0.012 0.055±0.018 3.8 Analisi dei risultati descritti 3.8.1 Il mesozoobenthos ed il mesozooplancton L’analisi degli andamenti sopra descritti per il mesozoobenthos ed il mesozooplancton ha messo in evidenza che i copepodi Arpacticoidi, essendo il taxa numericamente più abbondante, rivestono un ruolo di primo piano nell’economia del sistema. Essi utilizzano i due ambienti della vasca (la parete e la colonna d’acqua) in perfetto accordo con la loro peculiare ecologia, definita come ticobentonica. Questi copepodi si nutrono del fitobenthos che colonizza la parete e si spostano nella colonna d’acqua quando tale risorsa è stata esaurita, cercando nuove patches da sfruttare. La loro presenza, quindi, sarà variabile in entrambi gli ambienti, ma certamente più consistente sui substrati solidi. La comparsa delle specie selvatiche di plancton e benthos nelle vasche, che si poteva supporre essere legata all’apertura del ricambio, non sembra seguire una regola generale: i primi organismi selvatici sono stati ritrovati in campioni anche antecedenti alla connessione del sistema con il bacino esterno, l’unica sorgente da cui possono essere stati immessi. Poiché il loro ingresso può essere fatto risalire all’iniziale riempimento della vasca, è realistico ipotizzare che alcune forme di resistenza abbiano superato l’iniziale trattamento a base di cloro, anche se gli individui che ne sono derivati non sono stati in grado di colonizzare stabilmente il sistema, cosa che è divenuta, successivamente, possibile grazie al consistente e continuo ingresso di individui con l’acqua di ricambio. Nell’analizzare i dati sopra descritti abbiamo cercato di evidenziare dinamiche comuni nei due differenti tipi di vasche (quelle utilizzate per l’allevamento di spigole e quelle utilizzate per l’allevamento di orate). Il nostro intento era di ritrovare pattern conservati che fossero la testimonianza di uno sviluppo temporale conservato e, quindi, riproducibile. La nostra prima indagine esplorativa è stata condotta calcolando una analisi fattoriale delle corrispondenza (CA), calcolata sulla matrice dei dati ottenuta accoppiando le serie relative ai popolamenti della parete e della colonna d’acqua nei due momenti della giornata campionati. In questo modo, è stata ottenuta una matrice di 114 osservazioni × 16 descrittori. 66 L’ordinamento CA ottenuto è riportato in figura 3-30. E’ possibile osservare come i due gruppi di vasche siano collocati in due blocchi distinti: il primo in prossimità dell’origine degli assi, comprendente la quasi totalità delle osservazioni corrispondenti alle vasche S e della vasca O3 (evidenziata in verde), ed il secondo collocato a valori di saturazione maggiori sul semiasse CA1 e comprendente la maggior parte delle osservazioni corrispondenti alle vasche O. Figura 3-30 Effettivamente, questo pattern suggerisce l’esistenza di affinità tra i membri di due gruppi O ed S, con l’eccezione della vasca O3 che risulta più affine alle vasche di spigola. L’ordinamento di cui sopra è stato calcolato sulla matrice dei dati ottenuta sostituendo alle abbondanze numeriche i biovolumi medii delle diverse specie, calcolati mediante le tecniche di analisi d’immagine precedentemente descritte. Questa conversione è stata effettuata poiché la biomassa è, in generale, uno stimatore più accurato dell’abbondanza numerica nel caso in cui si vogliano analizzare le dinamiche temporali di due popolazioni animali. Le serie di dati sono state appaiate in base all’età delle larve all’interno di ciascuna vasca (vedi tabella 3-3). Al fine di validare l’ipotesi circa l’esistenza delle correlazioni evidenziate dall’analisi delle corrispondenze, abbiamo confrontato le serie di dati della parete e della colonna d’acqua calcolando per ciascuna coppia possibile il valore del coefficiente di correlazione r di Spearman (Legendre & Legendre, 1998) e, quindi, il valore di significatività (p) di ciascuna misura. Quest’ultima operazione è stata condotta elaborando un apposito software in ambiente Visual Basic che provvedesse, dopo aver calcolato il valore del coefficiente di correlazione, a trasporre due elementi a caso in una delle due serie confrontate e quindi a ricalcolare il valore del coefficiente di correlazione. L’operazione di trasposizione e ricalcolo, condotta un numero elevato di volte (1.000), consente di ottenere il livello di significatività associato alla 67 misura di correlazione. Il software utilizzato è riportato in appendice. Tabella 3-3 BIOMASSA TOTALE DEGLI ORGANISMI SELVATICI SULLA PARETE (mm3 ) eta' O1 O2 O3 O4 S1 S2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0.024282 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0.051643 0 0 0.050978 0 0 0 0.217915 0 0.050978 0.051643 0 0 0.510587 0.414823 0.276756 0.051643 0 0.013681 0.837801 0.911081 0.550497 0.051643 0.024282 0 2.856033 3.056372 4.321052 1.606745 0 1.592869 3.092698 3.34853 0 1.436354 0.013681 0.037962 2.893179 3.554627 16.00733 1.347723 0.050978 0.187783 7.125307 4.193783 30.83028 1.413207 0 4.420479 4.61141 27.59852 1.771997 0.158007 3.4448 14.13546 26.1194 2.324829 7.1242 0.027361 0.08894 2.124774 0.165204 0.050978 65.66888 2.494815 0.081434 0.075259 1.755204 2.413874 60.78109 1.507499 0.969621 0.188821 2.399858 0.449706 70.94549 0.411728 0.065323 0.051643 0.520523 0.478235 77.53338 0.085017 0.588362 0.051643 0.791523 0.791523 80.44717 0.085017 0.473066 1.245677 Tabella 3-4 BIOMASSA TOTALE DEGLI ORGANISMI SELVATICI NELL’ACQUA (mm3) – CAMPIONI AM eta' O 1 O2 O3 O4 S1 S2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 0.027211 0.019436 0 0.027211 0.023324 0.011662 0 0.023324 0.003887 0 0 0 0.019436 0.003887 0.013681 0.019436 0.066084 0 0.037962 0.347069 6.574676 0.037962 0.366638 0.003887 0 0 0.044929 0.013681 0.050978 0 0 0.034039 0.108795 0.050978 0.038873 0 0.058548 0.410223 0 0.044929 0.101956 0 0.058872 0.625962 0.334237 0.047323 0.050978 0 0 0 0 0.027361 0 0.00415 0.033199 0.615108 0.518882 0.165561 0.024282 0 0.130327 0.337805 0.483072 0.003887 0.028431 0.127972 0.761966 1.638698 8.086372 0.040717 0.107841 0.189403 0.168746 1.726996 4.766725 0.264988 0.37152 0 0.044867 0.916406 3.360083 0.034039 0.143662 0.059278 2.646104 0.198338 7.745304 0.432249 0.243743 0.156112 0.174154 1.241749 20.44863 0.446512 0.059278 0.156404 36 1.399577 0.843474 30.3541 0.50425 0.303453 1.597862 38 1.53113 0.490877 16.50887 0.663032 0.024282 0 40 0.508999 0.129478 30.49597 0.46128 0.409559 0.0083 Ciascuno dei tre gruppi di dati (parete, colonna d’acqua AM e PM) è stato analizzato singolarmente, e tutte le 6 serie sono state reciprocamente confrontate (tabelle 3-3, 3-4 e 3-5). 68 Tabella 3-5 BIOMASSA TOTALE DEGLI ORGANISMI SELVATICI NELL'ACQUA DELLA VASCHE(mm3 ) - CAMPIONI PM eta' O 1 O2 O3 O4 S1 S2 4 6 8 10 0.027211 0.015549 0 0 0 0.037004 0.013681 0.003887 0 0.046648 0 0.019436 0.034039 0.003887 0 0 0.003887 0.019436 0.187799 0.071337 0 12 14 16 18 20 22 0.007775 0.129478 0.071337 0 24 26 28 30 32 34 0.230425 1.876617 0.003887 0 0 0 0.003887 0.020359 0.071337 0.007775 0.079147 0.024246 0.192176 0.105843 0.042076 0.020487 0.015549 0.019436 0.09309 0 0.050978 0.020359 0.013681 0 0.25006 0.09842 0.260094 0.278786 0.108795 0 0.037349 0.42653 0 0 0.01783 0.508971 0.01783 0.106106 0 0.067052 0.083559 0.00415 1.076572 0.258667 1.30045 0 0.139851 1.847201 2.075922 0.183715 2.051612 2.0864 1.533758 0.315966 1.516919 1.604468 4.487102 0.33506 0.00415 0.500442 0.401373 13.05707 0.852034 0.050978 0.00415 0.087597 0.458881 9.086087 0.433077 0.083559 0.00415 36 0.466808 0.184525 6.454951 0.566348 0.458802 0.00415 38 0.320033 0.154311 8.74515 1.534262 0.141787 0.075259 40 1.019715 0.068403 11.715 0.550431 0.015812 0.0083 In effetti, poiché ciascuna delle serie relative alle pareti è caratterizzata da i primi 3/4 valori uguali o prossimi a zero, il calcolo per queste serie è stato effettuato scartando i primi 4 valori, ovvero utilizzando soltanto le ultime 15 osservazioni. Questo accorgimento è stato esteso anche ai dati relativi alla colonna d’acqua, in modo da poter successivamente confrontare i risultati ottenuti per la parete con quelli ottenuti per la colonna d’acqua. I risultati ottenuti sono riportati di seguito (tabella 3-6), con le correlazioni statisticamente significative indicate in nero e quelle non significative in rosso. Tabella 3-6 CALCOLO DEL COEFFICIENTE DI CORRELAZIONE r DI SPEARMAN - DATI RELATIVI ALLE PARETI O2 O1 O2 O3 O3 r = 0.834821 r = 0.35625 p < 0.000000000 p = 0.075 O4 r = 0.766964 p = 0.005 S1 S2 r = 0.185714 r = 0.334821 p = 0.263 p = 0.138 r = 0.314286 r = 0.882143 r = 0.322321 r = 0.385714 p = 0.208 p < 0.000000000 p = 0.132 p = 0.049 r = 0.417857 p = 0.079 r = 0.761607 r = 0.771429 p = 0.001 p = 0.006 O4 r = 0.438393 r = 0.438393 p = 0.058 p = 0.072 S1 r = 0.815179 p < 0 .00001 69 E’ possibile osservare, tra i risultati ottenuti per la parete, come siano statisticamente significative le correlazioni tra le serie O1, O2 e O4, comunque esse vengano confrontate. Questo dato è interessante perché indica che, in linea generale, il comportamento dei tre sistemi è stato molto simile (si guardi il valore del coefficiente di correlazione, in tutti i casi prossimo al valore massimo 1). Allo stesso modo, è risultata significativa la correlazione tra le vasche S1 ed S2, anche in questo caso con un valore di p ben sotto la soglia discriminate. Inoltre, si può osservare come la vasca O3 risulti nettamente separata dalle altre O, ed invece molto simile alle S, alle quali è associata con valori di r comunque alti. Allo stesso modo, le vasche O risultano nettamente differenziate rispetto alle S, con l’unica eccezione discordante del confronto tra le vasche O2 ed S2, che risultano significativamente associate, anche se con un valore di p molto prossimo al valore soglia di 0.05 e con un r basso. Ricapitolando, i risultati ottenuti per i dati delle pareti testimoniano un comportamento differente delle serie O dalle serie S e, viceversa, un comportamento omogeneo nell’ambito di ciascuna serie. Tabella3-7 Risultati del Test di Spearman effettuato confrontando le serie di dati parziali (15 valori per ciascuna serie) - PM O2 O3 O4 S1 S2 O1 O2 r = 0.707018 p < 0.0000001 r = 0.75614 p < 0.0000001 r = 0.7912228 p = 0.001 r = 0.427193 p = 0.05 r = 0.415789 p = 0.055 r = 0.624561 p < 0.0000001 r = 0.440351 p = 0.033 r = 0.081579 p = 0.344 r = 0.478947 p = 0.004 r = 0.782456 p < 0.0000001 r = 0.65614 p = 0.003 r = 0.558772 p = 0.006 r = 0.529825 p = 0.012 r = 0.246491 p = 0.164 O3 O4 r = 0.290789 p = 0.135 S1 Tabella 3-8 Risultati del Test di Spearman effettuato confrontando le serie di dati parziali (15 valori per ciascuna serie) - AM O2 O3 O4 S1 S2 r = 0.475893 r = 0.784821 r = 0.7000 r = 0.714286 r = 0.459821 O1 p = 0.044 p < 0.0000001 p = 0.003 p = 0.001 p = 0.037 O2 O3 O4 S1 r = 0.549107 p = 0.011 r = 0.375893 p = 0.069 r = 0.188393 p = 0.345 r = 0.460714 p = 0.025 r = 0.747321 p < 0.0000001 r = 0.646429 p = 0.002 r = 0.491071 p = 0.027 r = 0.4625 p = 0.041 r = 0.034821 p = 0.47 r = 0.48125 p = 0.044 70 Se si analizzano i risultati ottenuti per le serie della colonna d’acqua, non tutte queste osservazioni vengono confermate. Nei risultati dei confronti delle serie PM (tabella 3-7) si osserva ancora una contrapposizione a blocchi tra le vasche O ed S, ma questa volta due confronti violano questa norma: ancora quello tra le vasche O2 ed S2 e quello tra la vasca O4 e la vasca S1. Inoltre, la vasca O3 risulta associata sia alle altre O sia alle S, seppure con valori di r più bassi. I confronti effettuati per le serie AM (tabella 3-8) si discostano ancora di più dalle considerazioni iniziali, infatti risultano non significative solo le correlazioni tra, rispettivamente, le serie O2 e O4, O2 ed S1, e O4 e S2. Al fine di approfondire lo studio sulle possibile correlazioni esistenti tra le varie serie di dati, abbiamo proceduto “sfalsando” le serie tra loro e ricalcolando il coefficiente di Spearman. In questo modo, abbiamo cercato di massimizzare la correlazione, eliminando eventuali sfasature temporali esistenti nei vari esperimenti. Nelle tabelle seguenti (3-9 e 3-10) sono riportati gli accoppiamenti corrispondenti alla migliore concordanza reciproca delle serie. Tabella 3-9 SERIE AM O1 O2 - - 0.027211 0.023324 0.019436 0.037962 0 0.044929 0.034039 0 0.058872 0.033199 0.130327 0.761966 0.168746 0.37152 2.646104 0.174154 1.399577 1.53113 0.019436 0.011662 0.003887 0.347069 0 0.013681 0.108795 0.058548 0.625962 0.615108 0.337805 1.638698 1.726996 0.916406 0.198338 1.241749 0.508999 0.843474 - 0.490877 0.129478 O4 S1 S2 0.027211 - - 0 0.003887 0.066084 0.366638 0 0.101956 0 0 0 0.024282 0.028431 0.107841 0 0.143662 0.243743 0.059278 0 0 0 0.003887 0.050978 0 0 0.027361 0.00415 0 0.127972 0.189403 0.044867 0.059278 0.156112 0.156404 0.023324 0.019436 0.037962 0 0.044929 0.038873 0 0.047323 0.165561 0.003887 0.040717 0.264988 0.034039 0.432249 0.446512 0.50425 0.663032 0.46128 - 0.303453 1.597862 0.024282 0 0.409559 0.0083 Le serie della mattina e quelle del pomeriggio sono state trattate in maniera indipendente, studiandone l’appaiamento a blocchi. I risultati ottenuti attraverso il calcolo del coefficiente di correlazione di Spearman e del test di significatività sono riportati di seguito (tabelle 3-11 e 3-12). 71 Tabella 3-10 SERIE PM O1 O2 O4 S1 S2 - - 0 - - 0 0.046648 0 0.015549 0 0.007775 0.050978 0.013681 0 0 0.01783 0.01783 0 0.083559 0.050978 0.00415 0 0 0.003887 0.019436 0.003887 0.079147 0 0.25006 0.00415 0 0.508971 0.106106 0.067052 0.00415 0.00415 0.083559 0.027211 0.037004 0.019436 0.019436 0.007775 0.003887 0.024246 0.042076 0.09842 0.037349 0.230425 0.139851 2.051612 1.516919 0.500442 0.087597 0.466808 0.320033 0 0.015549 0.013681 0.034039 0.187799 0.129478 0 0.192176 0.020487 0.260094 0.42653 1.876617 1.847201 2.0864 1.604468 0.401373 0.458881 0 0 0 0.071337 0 0.020359 0.108795 0.258667 0 0.183715 0.315966 0.33506 0.852034 0.433077 0.566348 1.534262 0.550431 1.019715 0.184525 - 0.154311 0.068403 - 0.458802 0.00415 0.141787 0.075259 0.015812 0.0083 Tabella 3-11 AM O2 O4 S1 S2 O1 r = 0.8241422 r = 0.6501548 r = 0.2291667 r = 0.6323529 p < 0.000000001 p = 0.001 p = 0.196 p = 0.006 O2 r = 0.6566176 r = 0.2254386 r = 0.5526316 p = 0.003 p = 0.188 p = 0.007 O4 r = 0.4816177 r = 0.4066176 p = 0.035 p = 0.078 S1 r = 0.3798245 p = 0.067 Tabella 3-12 PM O2 O4 S1 S2 O1 r = 0.7273284 r = 0.8255934 r = 0.3008578 r = 0.4767157 p = 0.01 p < 0.0000001 p = 0.126 p = 0.032 O2 r = 0.8014706 r = 0.1030702 r = 0.3057018 p < 0.00000001 p = 0.353 p = 0.105 O4 r = 0.3544118 r = 0.3183824 p = 0.096 p = 0.1 S1 r = 0.1653509 p = 0.268 72 Lo sfalsamento delle serie ha permesso di ottenere, per quanto riguarda i dati PM, una migliore distinzione dei due blocchi O ed S, con l’eccezione della correlazione tra le serie O1 ed S2 (risultata significativa) e di quella tra le serie S1 ed S2 (risultata non significativa). L’analisi dei dati delle serie AM, per contro, ha evidenziato solo in parte una migliore contrapposizione tra vasche O e vasche S: permane una associazione significativa tra le vasche O1 e 2 con la vasca S2 e tra le vasche S1 e O4. In definitiva, nemmeno lo sfalsamento delle serie permette, sia nei dati che Am che in quelli PM, l’ottenimento di un risultato perfettamente concorde con quello messo in luce dalla CA globale e dall’analisi dei dati delle pareti. Le vasche O ed S si comportano in maniera differente solo in alcuni casi, e non emerge un pattern omogeneo per tutte le osservazioni condotte. 3.9 Studio della clorofilla A presente sulle pareti e nell’acqua delle vasche Per avere una descrizione più completa delle dinamiche ecologiche, abbiamo effettuato delle misurazioni della clorofilla a presente sulla parete e nell’acqua delle vasche O4 ed S3. I metodi utilizzati sono stati descritti nella sezione relativa del capitolo precedente. In figura 3-31 è riportato l’andamento della clorofilla a nell’acqua della vasca O4, mentre in figura 3-32 è riportato l’andamento corrispondente nell’acqua della vasca S3. E’ possibile osservare come i due andamenti siano profondamente diversi. Il grafico della vasca O4 mostra costanti oscillazioni, che tendono ad attenuarsi a partire dal 30° giorno di età della vasca. Il valore di concentrazione medio lungo la serie temporale è di circa 2.74 mg/litro. L’andamento della vasca S3 è, invece, più semplice da interpretare: la quantità di pigmento nell’acqua decresce fino a stabilizzarsi su un valore di circa 2 mg/litro. Nell’analizzare questi dati è necessario tenere presente due aspetti connessi con la metodologia di gestione delle vasche impiegate: (1) nelle prime fasi, soprattutto nelle prime 2 settimane di vita della vasca, vengono effettuate continue immissioni di microalghe da colture parallele; (2) a partire dalla data di apertura del ricambio, la concentrazione delle microalghe non può più essere manipolata dall’esterno (se non su piccole scale temporali) a causa della rapida perdita delle alghe somministrate attraverso il filtro di uscita. In effetti, una elevata concentrazione di microalghe è necessaria soprattutto durante i primi giorni di vita delle larve, poiché durante l’alimentazione a rotiferi la presenza di un adeguato pabulum algale assicura il mantenimento qualitativo delle aliquote di B. plicatilis che permangono in vasca. Naturalmente, le microalghe sono ingerite in maniera passiva anche dalle larve stesse. La componente algale presente sulla parete, ovvero il periphyton che cresce sul telo di PVC che forma la superficie laterale delle vasche, è risultata composta, secondo osservazioni preliminari non riportate, da diatomee, cianobatteri e alghe verdi unicellulari. Gli andamenti temporali della concentrazione di clorofilla a sono riportati in figura 3-33 e 3-34. Anche in questo caso le differenze tra le due vasche sono palesi: la vasca O4 mostra un andamento a campana, durante il periodo del nostro campionamento, mentre la vasca S3 ha un andamento lineare. Inoltre, le concentrazioni medie sono diverse, essendo quella della vasca O4 pari a 10 mg/metro quadro e quella della vasca S3 pari a 2,5 mg/metro quadro. 73 Figura 3-31 ANDAMENTO CONCENTRAZIONE CLOROFILLA A NELL'ACQUA DELLA VASCA O4 CHL A: mg/litro 15 10 5 0 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 ETA' VASCA (GIORNI) Figura 3-32 ANDAMENTO CONCENTRAZIONE CLOROFILLA A NELL'ACQUA DELLA VASCA S3 CHL A:mg/litro 15 10 5 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 11 12 13 14 15 16 17 18 1 9 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 ETA' VASCA (GIORNI) Figura 3-33 ANDAMENTO CONCENTRAZIONE CLOROFILLA A SULLA PARETE DELLA VASCA O4 CHL A: mg/metro quadro 30 25 20 15 10 5 0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 ETA' VASCA (GIORNI) Figura 3-34 ANDAMENTO CONCENTRAZIONE CLOROFILLA A SULLA PARETE DELLA VASCA S3 30 CHL A: mg/metro quadro 25 20 15 10 5 0 7 11 15 19 23 27 31 35 ETA' VASCA (GIORNI) 74 Sebbene la misura di questo parametro sia stata condotta su due sole vasche, una per ciascuna specie allevata, ed il numero limitato di dati non ci abbia permesso di trarre delle conclusioni definitive, abbiamo ipotizzato, tuttavia, che i diversi andamenti del periphyton fossero condizionati da quelli dei copepodi arpactioidi presenti sulla parete, essendone questi ultimi i principali consumatori. Le profonde differenze tra questi andamenti possono essere spiegate, in questo modo, solo alla luce della diversa natura delle interazioni trofiche con il substrato da parte delle due specie Sparus aurata (vasca O4) e Dicentrarchus labrax (vasca S3). Infatti, poiché esse non sfruttano allo stesso modo gli items rappresentati dai diversi taxa di Copepodi Arpacticoidi, e poiché questi ultimi sono i principali predatori della comunità autotrofa presente sulle pareti delle vasche, è evidente che sarà la specie ittica allevata il principale fattore regolatore di questo parametro biologico. Per verificare questa ipotesi, abbiamo sovrapposto i dati relativi allo zoobenthos (utilizzando il totale di tutti gli organismi campionati sulla parete) ai grafici della clorofilla a misurata sulle pareti. I risultati ottenuti sono mostrati in figura 3-35 e figura 3-36. Quindi, abbiamo calcolato il ? di Kendall (Legendre & Legendre, 1998), per saggiare l’esistenza di una correlazione, ed il suo segno, tra questi due descrittori. Il test, sia per la vasca O4 che per la vasca S3, non ha respinto l’ipotesi nulla di non correlazione. I nostri dati, quindi, non ci hanno permesso di stabilire se fossero effettivamente le interazioni tra periphyton e copepodi a regolare lo sviluppo della componente autotrofa sulle pareti delle vasche. Per una maggiore comprensione del fenomeno occorrono delle repliche di queste particolari misure. Figura 3-35 30 250 25 200 20 150 15 100 10 50 5 0 0 7 10 13 16 19 22 25 28 31 34 37 40 43 46 ETA' VASCA (GIORNI) CHL A COPEPODI ARPACTICOIDI Figura 3-36 CONFRONTO DEGLI ANDAMENTI DELLA CLOROFILLA A E DELLA POPOLAZIONE TOTALE DI ARPACTICOIDI SULLA PARETE DELLA VASCA S3 CHL A: mg/m quadro CHL A: mg/m quadro CONFRONTO DEGLI ANDAMENTI DELLA CLOROFILLA A E DELLA POPOLAZIONE TOTALE DI ARPACTICOIDI SULLA PARETE DELLA VASCA O4 30 250 25 200 20 150 15 100 10 50 5 0 0 7 10 13 16 19 22 25 28 31 34 ETA' VASCA (GIORNI) CHL A COPEPODI ARPACTICOIDI 75 3.10 Analisi fattoriale delle corrispondenze dei dati relativi ai contenuti stomacali I dati dei contenuti stomacali, riferite alle larve campionate di mattina, sono stati immessi in una matrice i cui vettori rappresentano i singoli individui campionati. Ciascun vettore (riga) è descritto da un codice d’identificazione (che raggruppa i dati sulla vasca di allevamento, sull’età dell’individuo e sulla sua lunghezza standard) e da 10 variabili che descrivono altrettanti items alimentari, per un totale di 11 colonne (tabella 3-13). Su questa matrice, contenente i dati delle vasche O1, O2, O3, S1, S2 ed S3, è stata operata l’analisi fattoriale delle corrispondenze (CA), per rintracciare l’esistenza di pattern nella struttura dei dati. Dalla matrice sono stati eliminati tutti gli individui nei quali non è stato riconosciuto nessun items e risulta composta di 1.414 righe e 11 colonne. Tabella 3-13 VASCA ETA' (D.P.H.) L.S. (mm) O1 O1 O1 O1 O1 O1 O1 ….. ….. ….. ….. 6 6 6 6 6 6 6 ….. ….. ….. ….. 10,2 9,7 11,2 12,0 9,9 9,0 9,6 ….. ….. ….. ….. B. Nauplii di P. proximus plicatilis A. salina juv 32 23 0 12 43 1 3 ….. ….. ….. ….. 0 0 0 0 0 0 0 ….. ….. ….. ….. 3 0 0 4 0 2 0 ….. ….. ….. ….. T. holoturiae juv P. proximus ….. 0 0 1 0 0 0 1 ….. ….. ….. ….. 0 0 0 0 0 3 0 ….. ….. ….. ….. ….. ….. ….. ….. ….. ….. ….. ….. ….. ….. ….. 3.10.1 Matrice 1: 1415 individui X 10 items La CA condotta su tale matrice ha prodotto i primi 3 assi che assorbono, rispettivamente, il 17,02%, il 14,50% ed il 13,62% dell’inerzia totale del sistema pari al 45,14% di quella dei dati. Il modello dei punti-osservazione e dei punti-items generato dai primi due assi (Figura 3-37) mostra come gli stessi si distribuiscano formando una figura triangolare. Non è possibile individuare dei clusters, o raggruppamenti di punti. Tuttavia la maggior parte dei punti-osservazione è addensata vicino all’origine, intorno al valore di –0.5 sul semiasse negativo del primo asse fattoriale. In questa regione troviamo anche i punti-items relativi al B. plicatilis, alle larve di lamellibranchi, ai granuli di polline ed ai nauplii di copepodi. Gli altri punti-items, ovvero quelli relativi ai giovanili ed agli adulti delle specie di Copepodi Arpacticoidi ed ai nauplii e cisti di A. salina, sono tutti spostati nel 1° e nel 4° quadrante, e sono più dispersi rispetto ai punti-items raggruppati nell’emipiano negativo di F1. Per ragioni di chiarezza, sul grafico non sono riportate le etichette dei punti-osservazione, ma solo quelle dei punti-items. Per questo motivo, non è possibile leggere una “direzione” nell’ordinamento. Per visualizzare i raggruppamenti esistenti tra i punti-osservazione, cioè per attribuire ciascun punto del grafico all’insieme dei punti appartenenti ad una stessa vasca oppure caratterizzati 76 dalla stessa età, è stato utilizzato il sistema degli spider-plot. In questo metodo i punti-osservazione di uno stesso gruppo vengono uniti mediante delle rette al centroide grafico del gruppo. In questo modo, la figura risultante descrive la dislocazione dell’insieme di punti sul grafico e, mediante il confronto con gli altri gruppi, permette di: (1) confrontare la dispersione dei punti di gruppi diversi; (2) studiare la posizione reciproca dei centroidi grafici; (3) mettere in relazione gli assi fattoriali con questi differenti aspetti. La figura 3-38 riporta un insieme di spider-plot relativo all’ordinamento CA sopra descritto. In questi grafici, i raggruppamenti tra i punti osservazione sono stati fatti in base all’età delle larve. L’età di ciascun gruppo di punti è riportata in alto a sinistra nel grafico. La figura 3-39, invece, riporta gli spider-plot ottenuti attribuendo ciascun punto-osservazione ad una delle 6 vasche di origine. In questo modo, vengono visualizzati sul grafico i centroidi relativi a ciascuna vasca ed i collegamenti con i punti-osservazione della vasca stessa. La ripartizione per vasca, ovviamente, è anche una ripartizione per specie. Di seguito, vengono analizzate le informazioni desunte da questi grafici. 77 Figura 3-37 ORDINAMENTO CA DEI CAMPIONI DELLA MATTINA DELLE VASCHE O1,O2,O3 ED S1,S2,S3 - 1415 INDIVIDUI X 10 ITEMS 4 Nauplii di A. s. 3.5 3 T. holot. F2 (14,05 %) 2.5 T. holot. juv. 2 1.5 P. prox. 1 Larve di lamellibranchi P. prox. juv. 0.5 B. plicatilis 0 -1 -0.5 0 -0.5 Polline 0.5 1 Nauplii di Copepodi 1.5 2 Cisti di2.5A. salina 3 -1 F1 (17,02 %) 78 3.10.2 Punti-osservazione: Raggruppamento per età Un primo confronto tra gli spider-plot di lotti di età diversa mostra che, indipendentemente dalla specie (nei grafici non viene fatta distinzione tra individui di Sparus aurata e individui di Dicentrarchus labrax), i centroidi di età progressivamente superiori hanno valori maggiori della coordinata su F1. In altre parole, al crescere dell’età del lotto il relativo centroide si sposta verso destra partendo dal semiasse negativo per passare sul semiasse positivo del primo asse fattoriale. I centroidi dei lotti di età pari o inferiore a 22 giorni sono posizionati sul semiasse negativo di F1, vicino all’origine degli assi. Questi stessi lotti hanno coordinata negativa su F2 fino all’età di 8 giorni, e poi sempre positiva. I centroidi dei lotti di età superiore a 22 giorni si trovano, con la sola eccezione di quello a 24 giorni, nel primo quadrante, ovvero hanno valori positivi delle coordinate su F1 ed F2. Un secondo confronto deve tener conto della dispersione dei punti intra ed inter-lotto. All’aumentare dell’età, infatti, la dispersione dei punti-osservazione, propri di ciascun lotto, aumenta, ovvero, lotti di età maggiore contengono punti-osservazione maggiormente distanti tra loro rispetto a quelli di lotti più giovani. Così, i lotti di età pari a 6 ed 8 giorni contengono punti quasi tutti sovrapposti, mentre quelli di età minore di 20 giorni sono caratterizzati da un gruppo di punti posizionati nei pressi del centroide e pochi altri punti “periferici” ad esso collegati. A partire dal lotto di 22 giorni la situazione cambia: aumentano i punti lontani dal centroide e, parallelamente, aumenta la distanza massima dei punti all’interno di ciascun gruppo. Entrambi queste relazioni (aumento del valore della coordinata lungo F1 e della dispersione con l’età) sono molto ben evidenti lungo la serie degli spider-plot riportati. Poiché i punti-items sono la trasposizione grafica della composizione dei contenuti stomacali delle larve, è naturale leggere una maggiore dispersione dei punti-osservazione di un lotto come una maggiore variabilità dell’alimentazione delle larve del lotto stesso. La distanza tra i punti-osservazione di un dato lotto, dunque, è positivamente correlata con la diversità della scelta trofica operata dalle larve. In questo modo, i lotti di età minore mostrano una bassa variabilità trofica, mentre quelli di età maggiore, al contrario, comprendono individui che hanno operato una scelta alimentare più eterogenea. Inoltre, la gradualità nell’aumento della variabilità trofica lungo la scala d’età, suggerisce l’esistenza di un trend continuo nell’aumento della diversità dei contenuti stomacali. 79 Figura 3-38 SERIE DEGLI SPIDER-PLOT OTTENUTI DAL RAGGRUPPAMENTO IN CLASSI DI ETA’ 80 continua 81 continua 82 3.10.3 Punti-osservazione: Raggruppamento per vasca Il confronto tra gli spider-plot delle diverse vasche mostra che, in relazione alla specie, la posizione del centroide grafico risulta collocata: (1) sul semiasse negativo di F1 se si tratta di una vasca di orata; (2) sul semiasse positivo di F1 se si tratta di una vasca di spigola. Inoltre, i centroidi propri delle vasche di orata sono tutti caratterizzati da valori prossimi a zero, in valore assoluto, della coordinata su F1 e dal valore della coordinata su F2 che è vicino a zero per le vasche O1 ed O2 mentre è molto maggiore per la vasca O3. La dispersione intra-lotto dei punti è paragonabile tra le varie vasche, soprattutto se si tiene conto che esse sono caratterizzate da numeri di osservazioni molto diversi, poichè molto diversa è stata la percentuale di larve con items osservate. Questo è particolarmente evidente se si confrontano le vasche di orata con quelle di spigola, poiché queste ultime, come descritto precedentemente, hanno mostrato un’attività di predazione più bassa a carico degli items “selvatici”. Le vasche di spigola si distinguono nettamente da quelle di orata per la posizione dei centrodi. Questi hanno tutti coordinata positiva su F1 e, mentre S1 ed S3 sono posizionati nel primo quadrante, S2 ha un valore negativo della coordinata su F2. 83 Figura 3-39 SERIE DEGLI SPIDER-PLOT OTTENUTI DAL RAGGRUPPAMENTO SECONDO LA VASCA DI APPARTENENZA 84 3.10.4 Distribuzione dei punti-item La collocazione dei punti-item nell’ordinamento descritto dalle prime due assi vede, sull’emipiano negativo di F1, gli items Brachionus plicatilis, polline e larve di lamellibranchi disposti da sinistra verso destra. Poi, per valori progressivamente crescenti della coordinata su F1, seguono i nauplii di Copepodi, quelli di A. salina, i giovanili delle due specie di Arpacticoidi, gli adulti ed, infine, le cisti di A. salina. Questa disposizione sembra suggerire un legame con la dimensione dei food items. In questo modo, le prede “piccole” sono poste vicino all’origine, mentre quelle più grandi si trovano nella parte destra del grafico. Per analizzare la struttura dei dati alla base dell’ordinamento è necessario osservare i contributi assoluti dei punti-osservazione e dei punti-items ai 3 assi dell’ordinamento. In figura 3-40, 3-41 e 3-42 sono riportati i contributi assoluti dei punti-items ai primi 3 assi fattoriali. E’ possibile osservare come l’item rappresentato dalle cisti di A. salina sia quello con contributo assoluto maggiore sul primo asse. Esso, in pratica, schiaccia l’ordinamento descritto dagli altri items su questo asse. Lo stesso si può dire per i nauplii di A. salina sul secondo asse. Tutto l’ordinamento dei primi due assi fattoriali, quindi, risulta distorto dal pesante contributo di questi due food items. Il terzo asse dell’ordinamento, invece, non soffre di questa distorsione, e i contributi dei vari items sono più omogenei. Questo fatto pregiudica l’analisi dettagliata dell’informazione contenuta nell’ordinamento, poiché l’effetto sproporzionato di questi due items impedisce di osservare la differenze, e quindi l’informazione, portata dagli altri descrittori alimentari. L’analisi dei contributi assoluti forniti dalle osservazioni (figure 3-43, 3-44 e 3-45) mette in luce che, per tutti e tre gli assi, i contributi positivi e maggiori in valore assoluto appartengono ad individui di orata, di età superiore ai 20 giorni, mentre quelli negativi appartengono sempre a individui di spigola, di età sempre superiore a 20 giorni. 85 Figura 3-40 CONTRIBUTI ASSOLUTI DEGLI ITEMS AL PRIMO ASSE FATTORIALE Cisti di A. salina P. proximus Nauplii di A. salina T. holoturiae P. proximus juv T. holoturiae juv Nauplii di Copepodi Polline Larve di lamellibranchi B. plicatilis -0.2 -0.1 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 Figura 3-41 CONTRIBUTI ASSOLUTI DEGLI ITEMS AL SECONDO ASSE FATTORIALE Nauplii di A. salina T. holoturiae P. proximus T. holoturiae juv P. proximus juv Larve di lamellibranchi Nauplii di Copepodi Polline B. plicatilis Cisti di A. salina -0.1 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 Figura 3-42 CONTRIBUTI ASSOLUTI DEGLI ITEMS AL TERZO ASSE FATTORIALE P. proximus P. proximus juv T. holoturiae juv T. holoturiae Larve di lamellibranchi Nauplii di Copepodi Polline B. plicatilis Cisti di A. salina Nauplii di A. salina -0.1 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 86 Figura 3-43 CONTRIBUTI ASSOLUTI DEGLI INDIVIDUI AL PRIMO ASSE FATTORIALE 24 - O1 14 - O2 22 - O3 28 - O2 26 - O2 30 - S1 30 - S1 36 - O2 38 - O1 36 - O2 32 - S1 36 - O2 40 - S2 38 - S2 -0.01 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 Figura 3-44 CONTRIBUTI ASSOLUTI DEGLI INDIVIDUI AL SECONDO ASSE FATTORIALE 20 - O2 20 - O2 20 - O2 20 - O2 20 - O2 20 - O2 40 - S2 40 - S1 32 - S1 30 - S1 -0.005 0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 Figura 3-45 CONTRIBUTI ASSOLUTI DEGLI INDIVIDUI AL TERZO ASSE FATTORIALE 32 - O2 30 - O1 30 - S1 20 - O2 20 - O2 20 - O2 20 - O2 20 - O2 30 - S1 20 - O2 -0.005 0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 0.045 87 3.10.5 Matrice 2:1020 individui X 10 items di cui 8 attivi (nauplii e cisti di A. salina disattivati) Per eliminare l’effetto dei forti contributi delle cisti di A. salina sul primo asse fattoriale ed i nauplii di A. salina sul secondo, abbiamo disattivato questi descrittori e calcolato un nuovo ordinamento CA. In questo modo, si è cercato di analizzare in dettaglio le relazioni tra gli altri descrittori e i pattern da essi generati. In questo modo è stato ottenuto l’ordinamento riportato in figura 3-46. In esso, è possibile osservare che l’ordine reciproco dei punti-item non è cambiato: la successione B. plicatilis – Larve di lamellibranchi – Polline – nauplii di Copepodi – nauplii di A. salina – P. proximus juv. – T. holoturiae juv. – P. proximus – T. holoturiae lungo il primo asse fattoriale è conservata. Gli unici punti la cui collocazione è cambiata sono le cisti ed i nauplii di A. salina. D’altra parte, è possibile osservare che la coordinata dei punti-item sul secondo asse è negativa o vicina a zero per quasi tutti i punti tranne T. holoturiae, che ha coordinata maggiore di zero e grande in valore assoluto. Tanto i punti-items quanto la maggior parte dei punti-osservazione sono disposti lungo una linea retta che parte nei pressi dell’origine ed ha una pendenza leggermente negativa. Da essa si discostano quei punti-osservazione che tendono verso il punto-item di T. holoturiae. L’analisi dei contributi assoluti al primo asse mostra che il contributo positivo maggiore, tra i punti-items è dato da T. holoturiae, cui seguono P. proximus ed i giovanili delle due specie di arpacticoidi. Gli altri items hanno un contributo prossimo a zero, tranne B. plicatilis che ha un contributo minore di zero. In altre parole, l’ordine dei contributi assoluti al primo asse, disposti in maniera crescente, ricalca quello degli stessi punti-items nell’ordinamento lungo l’asse F1. Il secondo asse fattoriale, invece, vede la forte contrapposizione del contributo delle due specie di arpacticoidi, T. holoturiae con contributo fortemente positivo e P. proximus con contributo fortemente negativo. Il terzo asse fattoriale, infine, è caratterizzato dal contributo maggiore positivo di T. holoturiae juv. e da quello negativo di P. proximus, mentre gli altri items hanno contributi prossimi a zero. La disposizione dei punti-osservazione nel grafico ottenuto dagli assi F2 ed F3 vede, in prossimità dell’origine degli assi, gli items B. plicatilis, nauplii di A. salina, Polline e larve di lamellibranchi. Con valori molto simili della coordinata su F2, sul semiasse negativo, troviamo le Cisti di A. salina, i nauplii di Copepodi e i giovanili di P. proximus. Più staccati troviamo P. proximus, T. holoturiae juv. e T. holoturiae. 88 Figura 3-46 ORDINAMENTO CA DEI CAMPIONI DELLA MATTINA DELLE VASCHE O1,O2,O3 ED S1,S2,S3 - 1020 INDIVIDUI X 10 ITEMS DI CUI 8 ATTIVI (Nauplii e Cisti di A. salina disattivati) 12 10 8 T. hol. F2 (18,31 %) 6 4 B. plicatilis Polline 2 Nauplii di A. salina 0 -2 0 2 Larve di lamell. -2 P. prox. juv. 4 Cisti di A. 6salina 8 10 T. hol. juv. -4 P. prox. Nauplii di Cop. -6 F1 (20,42 %) 89 Figura 3-47 CONTRIBUTI ASSOLUTI DEGLI ITEMS AL PRIMO ASSE FATTORIALE - Nauplii e Cisti di A. salina disattivati T. holoturiae P. proximus P. prox. juv. T. holot. juv. Larve di lamellibranchi Nauplii di copepodi Polline B. plicatilis -0.1 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 Figura 3-48 CONTRIBUTI ASSOLUTI DEGLI ITEMS AL SECONDO ASSE FATTORIALE - Nauplii e Cisti di A. salina disattivati T. holoturiae B. plicatilis Polline Larve di lamellibranchi Nauplii di copepodi P. prox. juv. T. holot. juv. P. proximus -0.3 -0.2 -0.1 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 Figura 3-49 CONTRIBUTI ASSOLUTI DEGLI ITEMS AL TERZO ASSE FATTORIALE - Nauplii e Cisti di A. salina disattivati T. holot. juv. Nauplii di copepodi T. holoturiae B. plicatilis Polline Larve di lamellibranchi P. prox. juv. P. proximus -0.2 -0.1 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 90 Figura 3-50 CONTRIBUTI ASSOLUTI DEGLI INDIVIDUI AL PRIMO ASSE FATTORIALE 30 - O2 30 - O1 34 - O1 18 - O2 28 - O2 24 - O1 14 - O2 22 - O3 28 - O2 26 - O2 -0.005 0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 Figura 3-51 CONTRIBUTI ASSOLUTI DEGLI INDIVIDUI AL SECONDO ASSE FATTORIALE 40 - O1 34 - S3 31 - S3 38 - O1 30 - O2 32 - O1 38 - O1 30 - O1 40 - O1 30 - O2 -0.03 -0.02 -0.01 0 0.01 0.02 0.03 0.04 Figura 3-52 CONTRIBUTI ASSOLUTI DEGLI INDIVIDUI AL TERZO ASSE FATTORIALE 38 - O1 36 - O1 25 - S3 19 - S3 40 - O1 34 - O1 36 - O2 32 - O2 38 - O1 40 - O1 -0.02 -0.01 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 91 3.10.6 Punti-osservazione: raggruppamento per età L’utilizzo degli spider-plot, per il raggruppamento dei punti-osservazione a seconda dell’età delle larve, mette in evidenza come la disposizione di questi punti segua un andamento ben preciso (figura 353). I centroidi ottenuti per ciascun lotto, infatti, hanno la coordinata sul primo asse fattoriale progressivamente crescente all’aumentare dell’età. Questo vuol dire che lotti di età maggiore si trovano spostati verso destra rispetto a quelli di età minore. Inoltre, per i lotti di età maggiore od uguale a 30 giorni, anche la coordinata sul secondo asse fattoriale mostra una correlazione positiva con l’età: lotti di età progressivamente crescenti hanno il centroide spostato verso l’alto. D’altra parte, come già visto nel primo ordinamento esaminato, anche in questo la dispersione intra-gruppo dei lotti aumenta al crescere dell’età del lotto stesso. In questo modo, i primi lotti contengono punti praticamente sovrapposti, al punto che lo spider-plot non è chiaramente evidente, mentre gli ultimi mostrano distanze massime progressivamente crescenti tra i punti più distanti all’interno di ciascun gruppo. Se si analizza l’ordinamento ottenuto dalla combinazione di F2 ed F3, si nota che le analogie tra le varie vasche vengono rispettate: l’aumento della dispersione dei punti osservazione all’aumentare dell’età vale anche per questi due assi. Inoltre, l’osservazione progressiva degli spider-plot suggerisce un andamento rotatorio in senso orario nella disposizione progressiva dei punti sul grafico, poiché i primi individui che si differenziano dal gruppo centrale si posizionano verso P. proximus, quindi si passa a T. holoturiae juv. e quindi agli adulti della stessa specie. 92 Figura 3-53 SERIE DEGLI SPIDER-PLOT OTTENUTI DAL RAGGRUPPAMENTO IN CLASSI DI ETA’ (assi 1-2) 93 continua 94 continua 95 3.10.7 Punti-osservazione: raggruppamento per vasca Quando si utilizzano gli spider-plot per raggruppare i punti-osservazione secondo la vasca di appartenenza, si ottengono, per le vasche O1, O2 dei risultati coincidenti (figura 3-54). Entrambe questa vasche hanno il centroidei nel 4° quadrante, vicino all’origine. La vasca O3, invece, ha il centroide posizionato nel primo quadrante, ma la distribuzione dei suoi punti è simile a quella delle vasche O1 ed O2. Anche il centroide delle vasche S1 ed S2 è vicino all’origine. Le coordinate su F2 dei loro centroidi sono vicine a zero, e la dispersione intragruppo dei punti è praticamente nulla. La vasca S3, invece, è caratterizzata da un centroide molto spostato verso destra, in una posizione nettamente distante da quella degli altri centrodi. La dispersione dei punti-osservazione di questa vasca è confrontabile con quella delle vasche di orata, soprattutto se si tiene conto che la quantità di punti propria di questa vasca è bassa. L’esame degli spider-plot relativi all’ordinamento ottenuto dalla combinazione di F2 ed F3 conferma, come per i punti-osservazione, le stesse tendenze: le vasche O1 ed O2 sono assai simili, e la vasca O3 appare essa stessa simile a queste 2. Le vasche S1 ed S2 sono simili, con posizione dei centroidi prossima a quella delle vasche O1, O2 ed O3, ma con dispersione dei punti molto bassa. La vasca S3, infine, è quella che più si differenzia dalle altre per la posizione del centroide, sebbene la dispersione dei suoi punti sia notevole. 96 Figura 3-54 SERIE DEGLI SPIDER-PLOT OTTENUTI DAL RAGGRUPPAMENTO PER VASCA DI APPARTENENZA (assi 1-2) 97 Figura 3-55 ORDINAMENTO CA DEI CAMPIONI DELLA MATTINA DELLE VASCHE O1,O2,O3 ED S1,S2,S3 - 1020 INDIVIDUI X 10 ITEMS DI CUI 8 ATTIVI (Nauplii e Cisti di A. salina disattivati) 14 T. holot. juv. 12 10 F3 (13,62 %) 8 Nauplii di A. salina 6 4 P. prox. juv. 2 Nauplii di Cop. T. holot. Polline B. plicatilis 0 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10 12 -2 -4 Larve di lamell. P. prox. Cisti di A. salina -6 F2 (18,31 %) 98 Figura 3-56 SERIE DEGLI SPIDER-PLOT OTTENUTI DAL RAGGRUPPAMENTO IN CLASSI DI ETA’ (assi 2-3) 100 101 Figura 3-57 SERIE DEGLI SPIDER-PLOT OTTENUTI DAL RAGGRUPPAMENTO PER VASCA DI APPARTENENZA (assi 2-3) 102 3.11 Analisi dei pattern Dal confronto dei due ordinamenti descritti, alla luce dei contributi assoluti analizzati e delle osservazioni riportate dagli spider-plot, possiamo affermare che: (1) la disposizione dei punti-items lungo il primo asse sembra seguire un gradiente dimensionale, legato appunto alle dimensioni corporee medie di ciascun items; (2) la disposizione dei punti-osservazione lungo il primo asse sembra seguire un gradiente dimensionale, ovvero temporale, legato alle dimensioni delle larve e quindi alla loro età; (3) la disposizione dei punti-osservazione e dei punti-items lungo il secondo ed il terzo asse fattoriale sembra seguire un gradiente “trofico” nella selezione operata dalle larve nell’ambito di items simili per dimensioni. La prima ipotesi scaturisce dalla precisa corrispondenza tra biovolumi (o dimensioni medie) e coordinata su F1 dei punti-items. Come già esposto in precedenza, in entrambi gli ordinamenti si ritrova la sequenza che parte da B. plicatilis e porta agli adulti di T. holoturiae. E’ importante osservare che, come visto nella parte relativa allo zooplancton e zoobenthos, gli organismi selvatici, tra cui i copepodi Arpacticoidi, colonizzano in maniera stabile il sistema dopo l’apertura del ricambio. I vari items, quindi, non sono tutti presenti contemporaneamente nel mesocosmo, e il primo asse può assumere un significato temporale anche nella comparsa e nello sviluppo di questi ultimi. La seconda ipotesi, circa la disposizione dei punti-osservazione, è una conseguenza diretta delle informazioni riportate dagli spider-plot. In essi abbiamo visto che la successione dei centroidi lungo F1 va di pari passo con l’aumentare dell’età del lotto considerato. In questo modo, individui di età superiore sono spostati verso destra rispetto a individui più giovani. Il descrittore età può essere facilmente sostituito, in questa analisi, da un descrittore dimensionale quale la lunghezza standard. Abbiamo quindi assegnato ad ogni punto-osservazione la lunghezza standard, corrispondente, misurata sulla larva, ed abbiamo utilizzato il test tra ranghi di Spearman per confrontare il descrittore LS con la coordinata di ciascun punto-osservazione sul primo asse fattoriale. Il test ha respinto l’ipotesi nulla di indipendenza dei due descrittori con un p < 0,000001, confermando la validità della nostra osservazione. Il primo asse fattoriale, allora, è veramente un descrittore temporale del sistema, poiché ordina gli individui in base all’età ed allo sviluppo corporeo e gli items in base alla loro comparsa. Inoltre, poiché gli items alimentari sono ordinati per dimensione, l’analisi stabilisce che è il fattore dimensionale che regola la comparsa dei vari items negli stomaci delle larve. Gli items più grandi, come gli adulti degli Arpacticoidi, compaiono negli stomaci solo quando le larve diventano in grado di ingerirli. Infine, la disposizione dei punti rispetto al secondo ed al terzo asse fattoriale sembra descrivere una variabilità trofica “intrinseca” delle varie vasche, probabilmente collegata alla diversa disponibilità delle varie specie selvatiche. In altre parole, la tendenza ad includere items selvatici nella dieta, con l’aumentare dell’età, potrebbe essere guidata dalla disponibilità ambientale. Al fine di testare la correlazione tra l’abbondanza dei food items selvatici nei contenuti stomacali e la loro disponibilità ambientale abbiamo utilizzato il test di Mantel, confrontando una matrice con i dati dei contenuti stomacali, calcolati come frequenze di ritrovamento in ciascun lotto, ed una matrice ottenuta riportando le abbondanze dei vari organismi nelle vasche di allevamento. Il test respinge l’ipotesi nulla di non correlazione con un valore di p = 0,036. Inoltre, stabilisce l’esistenza di una correlazione positiva tra le due matrici: incrementi nel valore dei descrittori di una matrice corrispondono ad incrementi nel corrispondente valore dell’altra. 103 3.12 Analisi delle disponibilità di alimento: confronto tra somministrato e selvatico Nelle sezioni precedenti sono stati esaminati i diversi aspetti relativi alla presenza ed al ruolo nella dieta delle larve della comunità di organismi selvatici che si sviluppa nelle vasche di allevamento. Allo stesso modo, abbiamo tracciato un quadro della strategia utilizzata per la gestione delle somministrazioni di organismi provenienti dalle colture parallele (B. plicatilis e nauplii di A. salina). In particolare, per entrambi questi gruppi di argomenti, abbiamo evidenziato che: (1) esistono delle affinità molto forti tra vasche nelle quali vengono allevate larve di spigola o, allo stesso modo, tra vasche nelle quali vengono allevate larve di orata, e tali similitudini si spingono fino al punto da farci individuare due diverse tipologie di vasche quanto a sviluppo e ruolo della componente selvatica e gestione degli apporti esterni; (2) le similitudini e le differenze tra le diverse vasche sono riconducibili all’ecologia larvale della specie allevate ed agli opportuni accorgimenti che, durante l’allevamento larvale, caratterizzano la gestione delle vasche. Questi due fattori, combinati insieme, determinano l’insorgenza di condizioni caratteristiche nelle vasche di allevamento, tra cui il particolare quadro di disponibilità alimentare che si registra nelle prime ore del giorno, prima della prima somministrazione di alimento. Infatti, è possibile osservare come, nel caso dell’orata (figura 3-58), la situazione sia variabile, con l’alimento selvatico che diventa particolarmente importante dopo il 24°-25° giorno di età delle larve. In effetti, è proprio in questa fase che si concentra la predazione da parte delle larve sui copepodi Arpacticoidi mentre le somministrazioni di rotiferi diventano più rade e cominciano ad essere somministrati i nauplii di A. salina. Questo secondo aspetto è di primaria importanza, poiché i nauplii di A. salina hanno un “tempo di persistenza in vasca” molto più basso di quello dei rotiferi. Questo è determinato dal fatto che i nauplii sono immessi in quantità più modesta (dal punto di vista numerico) per essere rapidamente consumati, poiché altrimenti vanno incontro a d una rapida perdita delle loro caratteristiche nutrizionali. Un altro aspetto fondamentale da sottolineare è quello relativo al fatto che le larve di orata, di natura molto meno voraci delle larve di spigola, tendono a non consumare completamente l’alimento presente in vasca e, per questo, una piccola parte delle somministrazioni resta nelle vasche stesse. 104 Figura 3-58 Se si esamina, quindi, la situazione osservata per la spigola (figura 3-59), si nota come l’alimento selvatico, seppure molto scarso numericamente (come visto nella sezione relativa), sia l’unica risorsa trofica presente. Questo perché le larve di spigola tendono a consumare completamente l’alimento somministrato che, quindi, non si mantiene in vasca fino al mattino successivo. Figura 3-59 Questo dato risulta evidente anche dal fatto che, in alcuni campioni, non è stato ritrovato alcun tipo di preda. Ricapitolando, la disponibilità trofica è determinata, oltre che dalla presenza di organismi selvatici, anche dall’entità di organismi somministrati che rimangono in vasca fino alla somministrazione successiva. 105 3.13 Elaborazione di un modello empirico del comportamento trofico delle larve di Sparus aurata mediante l’uso di una rete neuronale 3.13.1 Allestimento del modello ed adattamento al caso di studio I dati relativi ai contenuti stomacali delle larve di orata sono stati utilizzati per sviluppare un modello empirico del consumo dei due food items più rilevanti nella loro dieta. In particolare, è stato ricostruito l’andamento del consumo di Brachionus plicatilis e di nauplii di Artemia salina da parte delle singole larve in funzione della loro età, della lunghezza standard e del momento della giornata (mattina o pomeriggio). Quest’ultimo predittore rende conto dell’effetto delle somministrazioni degli organismi allevati in colture parallele con le prede planctoniche selvatico comunque presenti nelle vasche. In particolare, per la modellizzazione del comportamento alimentare delle larve è stata utilizzata una rete neurale artificiale. L’architettura di quest’ultima è quella di un perception multistrato con uno strato nascosto, con una struttura 3-7-2, ovvero con tre nodi di input (lunghezza standard, età e momento della giornata: 1 per la mattina e 2 per il pomeriggio), 7 nodi nello strato nascosto e 2 nodi di output (biovolume di Brachionus plicatilis e nauplii di Artemia salina.). I dati utilizzati per l’addestramento del modello erano relativi a 2228 individui, dei quali 1485 sono stati utilizzati per l’addestramento in senso stretto della rete neurale e 743 per la sua validazione. Altri 742 records, infine, sono stati accantonati per la valutazione a posteriori dell’accuratezza del modello. I dati sono stati ripartiti fra i tre insiemi sulla base di una stratificazione effettuata sull’età e, a parità di età, sulla lunghezza standard. Questa soluzione, grazie all’elevato numero di organismi osservati, ha consentito che tutte le età e tutte le taglie fossero rappresentate in maniera il più possibile bilanciata nei tre sottoinsiemi di dati. Prima di essere ripartiti fra i tre sottoinsiemi, i dati sono stati normalizzati, in modo da cadere in ogni caso nell’intervallo [0,1]. In particolare, sono stati adottati valori minimi e massimi di 2.7 e 11.5 mm per la lunghezza standard e di 6 e 40 giorni per l’età. Per il momento della giornata è stato adottato un codice 1 per la mattina e 2 per il pomeriggio. L’addestramento della rete neurale è stato effettuato utilizzando una procedura di early stopping per garantire la migliore generalizzazione del modello. In pratica, l’addestramento è stato interrotto non appena l’errore quadratico medio riferito al sottoinsieme di validazione (non usato per l’addestramento) iniziava ad aumentare. Sempre al fine di una generalizzazione ottimale i singoli records utilizzati durante ogni epoca della procedura di addestramento sono stati selezionati a caso fra quelli disponibili ed in numero pari alla metà del totale ad ogni epoca (ciclo) di addestramento. Infine, sempre a questo fine è stata adottata una procedura di jittering, ovvero ai valori di input normalizzati è stato aggiunto rumore bianco nell’intervallo [-0.01,+0.01]. L’addestramento è stato reiterato per un totale di 100000 epoche, mantenendo in memoria la configurazione ottimale ottenuta nelle diverse iterazioni della procedura. Il tasso di apprendimento ed il momento sono stati fissati a valori di 0.25 e 0.75, rispettivamente. 3.13.2 Risultati: il comportamento trofico delle larve di Sparus aurata Al termine dell’addestramento, il modello ha consentito di spiegare il 50% della varianza per i biovolumi di Brachionus plicatilis ed il 48% di quella dei nauplii di Artemia salina, con errori quadratici medi pari rispettivamente a 0.0208 e 0.0311. L’errore è stato valutato in riferimento ad un insieme di dati totalmente indipendente da quelli usati per l’addestramento e la validazione. 106 Questo risultato è da considerarsi decisamente soddisfacente in rapporto alla complessità del problema ed alla variabilità osservata, e consente di delineare in maniera efficace la dinamica del consumo della predazione esercitata sui due food items. I risultati delle simulazioni sono presentati nelle figure 3.603.61 (predizione calcolata rispetto all’età delle larve, nei due momenti della giornata relativi ai campionamenti per l’analisi dei contenuti stomacali) e 3.62 – 3.63(predizione calcolata rispetto all’ età delle larve rispetto ai due differenti tipi di preda). Figura 3-60 Brachionus plicatilis nauplii di Artemia salina 1.60 mattina 1.40 3 biovolume (mm ) 1.20 1.00 0.80 0.60 0.40 0.20 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 età larve (giorni) Figura 3-61 Brachionus plicatilis nauplii di Artemia Salina 1.60 pomeriggio 1.40 3 biovolume (mm ) 1.20 1.00 0.80 0.60 0.40 0.20 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 età larve (giorni) Gli andamenti mostrati nelle due figure precedenti rappresentano il biovolume medio consumato per le due prede considerate, mentre le barre verticali indicano la variabilità 107 dovuta, a parità di età, all’eterogeneità delle taglie. Come si può notare, negli intervalli di tempo compresi tra 5 e 12 giorni di età e tra 20 e 27 giorni di età (Figura 3.60 tra 5-12 giorni e 30-40 giorni (Figura 3.61), si nota una variabilità molto maggiore rispetto al resto dell’andamento. Questa osservazione è da attribuirsi al fatto che i suddetti periodi rappresentano fasi di transizione nella dieta delle larve. In particolare, durante il primo periodo si verificano l’inizio dell’alimentazione esogena ed il progressivo aumento delle capacità delle larve di alimentarsi con prede vive, mentre il secondo periodo rappresenta la transizione tra due differenti tipi di dieta basati sulla somministrazione, rispettivamente, di rotiferi e nauplii di A. salina. Gli estremi del secondo periodo differiscono nei due grafici, e questo è dovuto al fatto che le previsioni riguardano momenti diversi della giornata. Infatti, mentre nei campioni della mattina la disponibilità di nauplii di A. salina è già stata dimostrata essere fortemente oscillante, ne consegue che anche il consumo può oscillare fortemente. Le due figure seguenti, invece, permettono di confrontare il consumo relativo a ciascuno dei tipi di prede nei differenti momenti della giornata. Figura 3-62 Brachionus plicatilis 1.6 biovolume (mm3) 1.4 1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 età larve (giorni) mattina pomeriggio 108 Figura 3-63 Nauplii di Artemia salina 0.3 biovolume (mm3) 0.25 0.2 0.15 0.1 0.05 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 età larve (giorni) mattina pomeriggio Si nota come, tanto per i rotiferi quanto per i nauplii di A. salina, i consumi maggiori si abbiano nel pomeriggio, come conseguenza che queste osservazioni sono successive alla somministrazione di tali prede. Oltre alle simulazioni è stata effettuata anche un’analisi di sensibilità, il cui risultato è mostrato in fig. 3.64. L’analisi è basata sulla perturbazione secondo uno schema opportunamente impostato dei singoli valori di input (grandezze predittive) e sul ricalcolo dei valori di output. In particolare, tutti i valori delle grandezze predittive dei records utilizzati per testare il modello (n=742, non usati durante l’addestramento e la validazione) vengono variati da ±1% a ±50% e si ricalcolano i valori predetti per le due grandezze predette. La variazione dell’errore quadratico medio per ogni livello di perturbazione degli inputs è una misura della sensibilità del modello rispetto a ciascuna variabile predittiva. Nel caso in esame, si può notare come l’età delle larve sia di gran lunga la variabile più rilevante nel determinare il funzionamento del modello, seguita dalla lunghezza standard e dal momento della giornata. 109 Figura 3-64 180% Incremento dell'errore quadratico medio Lunghezza standard 160% Età Mattina/pomeriggio 140% 120% 100% 80% 60% 40% 20% 0% 0% 10% 20% 30% 40% 50% Perturbazione dei valori di input Concludendo, l’elaborazione del modello empirico costituisce un importante contributo fornito dal presente lavoro, poiché rappresenta la messa a punto di uno strumento molto potente, calibrato grazie al rilevante numero di osservazioni utilizzate, che potrà essere integrato in futuro nelle procedure di gestione utilizzate all’interno dell’avannotteria. Ricordiamo, infatti, come messo in luce in precedenza, che la corretta e puntuale valutazione quantitativa dell’entità delle somministrazioni di organismi da colture parallele è una delle fasi cruciali che, giornalmente, determinano la regolazione del sistema stesso e condizionano la buona riuscita dell’allevamento larvale. 3.14 Monitoraggio larvale 3.14.1 Lunghezze standard I dati relativi ai valori di lunghezza standard (LS) rilevati sono riportati in Tab. 3-14 e nel grafico in Fig. 3-65. Tabella 3-14Valori di lunghezza standard (LS, mm) rilevati n Media Dev. st. Min. A100 180 23,7 0,2 19 Max. 29 110 3.14.2 Caratteri meristici Gli istogrammi delle classi di frequenza delle conte effettuate per ogni carattere meristico sono presentati in figura 3-65. Come si può osservare tutti i valori di mediana corrispondono a quelli osservati nei selvatici, tranne il numero di raggi della pinna anale (14 nei wild, 15 in questo lotto). Tutti gli elementi meristici che presentano una certa variabilità presentavano però almeno una differenza nei valori di range con i selvatici, ad esclusione dei raggi della pinna pettorale sinistra. Importante la variazione nel numero di vertebre osservata, con individui che presentavano anche 18, 24 e 26 vertebre. Per quanto riguarda la localizzazione delle pinne impari in riferimento alla colonna vertebrale (espressa con le formule di Birdsong), le formule osservate sono state riportate, per ogni pinna, nelle Tab. 3-15, 3-16 e 3-17. Dalla Tab. 3-15 si nota come nella porzione dei raggi morbidi della pinna dorsale sia stata riscontrata la variabilità massima, con ben 91 differente formule di interdigitazione osservate. Quelle più frequenti sono riportate in Tab.3-18. Figura 3-65 Istogrammi delle classi di frequenza per alcune conte meristiche Lunghezza standard (cm) Vertebre Lunghezza standard (cm) 40 40 30 30 20 20 10 10 160 120 80 40 0 0 1.9 2 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 1.9 2.9 2 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 0 18 Raggi duri dorsale Raggi pinna anale 7 13 14 15 16 25 26 Raggi morbidi dorsale 140 120 100 80 60 40 20 0 100 80 60 40 20 0 24 140 120 100 80 60 40 20 0 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 111 Tabella 3-15 Formule di interdigitazione dei supporti interni dei raggi della prima pinna dorsale negli spazi intervertebrali sottostanti (formule di Birdsong). Raggi prima dorsale II III IV V VI VII VIII IX X AC 2 2 1 1 1 1 0 0 0 AD 0 3 1 1 1 1 1 0 0 AF 0 2 1 1 1 1 1 0 0 AG 0 1 2 1 1 1 1 0 0 AH 0 2 2 2 0 1 1 0 0 AI 1 3 1 1 1 1 0 0 0 AJ 1 2 1 1 1 1 1 0 1 AL 1 2 1 2 0 1 1 0 0 AM 1 2 1 2 0 1 1 0 0 AN 1 2 1 1 1 1 2 1 0 AO 2 2 1 1 1 1 0 0 0 AP 1 1 1 1 1 1 1 1 0 AQ 2 1 2 2 3 2 1 0 0 AR 0 2 2 1 1 1 1 1 0 AS 1 1 2 1 1 1 0 1 0 AT 0 3 1 2 1 2 0 0 0 AU 1 2 3 1 1 0 0 0 0 AV 2 2 1 1 1 0 0 0 0 AW 0 3 1 1 1 2 0 0 0 AX 0 3 2 1 1 1 1 0 0 AY 1 2 1 1 1 1 2 0 0 AZ 1 1 2 2 1 1 0 0 0 BA 0 2 2 1 1 1 2 0 0 BB 0 3 1 1 1 1 1 1 0 BC 0 2 2 1 1 1 0 0 0 BD 0 2 1 2 0 1 1 1 0 DF 0 2 2 1 1 1 1 0 0 DH 0 2 2 1 1 2 1 0 0 112 Tabella 3-16 Formule di interdigitazione dei supporti interni dei raggi della seconda pinna dorsale negli spazi intervertebrali sottostanti (formule di Birdsong). Raggi seconda dorsale CA CB CC CD CE CF CG CH CI CJ CK CL CM CN CO CP CQ CR CS CT CU CV CW CX CY CZ DA DB DC DD DE DF DG DH DI DJ DK DL DM DN DO DP DQ DR DS DT DU DV DW DX DY Raggi seconda dorsale DZ EA VIII 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 VIII 0 0 IX 1 1 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 1 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 IX 1 1 X 0 1 2 1 1 1 1 1 2 2 0 1 0 1 1 1 0 0 2 0 1 1 1 1 2 2 2 0 0 1 1 1 2 1 1 2 1 1 2 2 1 1 1 1 2 0 2 0 0 0 1 X 2 0 XI 2 1 1 1 1 1 1 1 2 1 1 2 2 2 3 2 1 2 2 1 1 2 1 2 2 1 2 1 2 1 1 1 1 1 1 2 1 2 2 2 2 3 1 2 2 2 2 1 1 2 1 XI 2 2 XII XIII XIV 2 2 2 2 2 2 1 2 3 2 2 2 2 3 2 2 2 2 2 2 3 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 3 3 2 2 2 2 2 2 1 2 2 2 2 3 2 2 2 2 3 2 2 2 2 2 3 1 3 2 2 2 3 2 2 3 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 3 2 2 2 1 3 3 2 2 2 2 3 2 3 1 2 1 2 1 2 2 2 2 2 2 3 2 1 2 2 2 2 2 2 2 3 2 2 2 2 2 3 2 2 2 2 3 2 2 2 3 2 2 1 3 2 2 1 2 3 2 2 2 2 3 2 3 2 2 2 2 1 1 2 2 2 1 3 XII XIII XIV 1 2 3 2 3 2 XV 3 3 1 2 2 3 2 2 2 3 2 0 2 3 0 3 2 3 1 2 2 2 3 2 1 1 1 1 1 2 2 2 2 1 2 1 2 2 0 1 1 0 2 2 1 2 0 3 3 3 2 XV 1 2 XVI XVII 0 0 1 0 3 0 2 0 1 0 0 0 0 0 1 0 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 2 0 1 0 1 0 1 0 2 0 0 0 2 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 0 2 0 1 0 1 0 XVI XVII 0 0 0 0 113 Tabella 3-17 Formule di interdigitazione dei supporti interni dei raggi della pinna anale negli spazi intervertebrali sottostanti (formule di Birdsong) Raggi anale GA GB GC GD GE GF GG GH GI GJ GK GL GM GN GO GP GQ GR GS GT GU GV GW GX GY GZ HA HB HC HD HE HG HH HI HJ HK HL HM HN HO HP HQ HR HS HT HU HV HW HX HY Raggi anale HZ IA IX 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 IX 0 0 X 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 X 0 0 XI 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 XI 0 0 XII 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 2 2 0 1 1 1 1 1 1 0 1 0 2 1 3 3 2 1 0 1 1 0 0 2 1 2 1 2 2 0 0 1 0 0 XII 0 2 XIII 1 3 2 1 1 1 2 1 1 2 2 0 2 2 3 3 3 2 2 2 2 2 2 2 3 1 1 1 3 3 2 2 3 2 1 3 2 1 1 2 3 3 2 3 1 2 1 1 2 2 XIII 1 3 XIV 2 2 3 2 2 3 3 3 3 3 3 4 3 3 2 3 2 3 4 2 2 3 3 2 2 3 3 2 2 3 3 3 3 2 3 2 2 2 4 3 3 2 2 3 2 3 3 3 3 2 XIV 2 2 XV 3 3 2 3 3 3 2 2 3 3 3 3 3 3 3 2 3 3 4 3 3 2 2 3 2 3 2 2 3 2 3 2 1 2 2 3 2 2 2 2 2 3 4 2 3 2 2 2 3 3 XV 3 2 XVI 2 2 3 3 3 2 2 3 2 2 3 2 3 2 3 1 0 1 2 2 3 4 3 3 3 4 2 4 2 2 0 1 0 2 3 2 3 3 2 2 3 1 3 1 2 3 3 3 2 3 XVI 2 3 XVII 2 1 1 2 1 1 2 1 2 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 2 1 0 0 0 1 0 2 2 0 0 0 0 0 2 1 0 2 2 2 0 0 0 0 0 2 1 2 0 0 1 XVII 3 0 XVIII 0 0 0 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 XVIII 1 0 XIX 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 XIX 0 0 114 Tabella 3-18 Numero di patterns di interdigitazione osservati nel lotto A100 lotto 2.1 A100 Raggi spinosi dorsali 29 Raggi morbidi dorsali Raggi anale 91 76 Tabella 3-19 Formule più frequenti osservate nelle pinne impari. lotto Raggi spinosi dorsali Raggi morbidi dorsali Raggi anale AA 38%; AB 24% CH 14%; CF 9%; CU 4% GC 12%; GJ 8%; GK 5% A100 3.14.3 Anomalie scheletriche Delle 75 tipologie malformative considerate, ne sono state osservate un totale di 43. Le 32 tipologie risultate assenti nel lotto oggetto di questo studio sono riportate in Tab. 3.20, dalla quale risulta che ben 14 anomalie gravi non sono state rilevate in questo lotto, tra le quali le deformazioni cefaliche (anomalie 14, 19 e 17). I risultati generali della valutazione qualitativa sono presentati in Tab. 3.21, che evidenzia una frequenza del 95% di individui malformati, che presentavano una media di 5,3 anomalie per individuo (indice malformativo in Tab. 3.21). In questo lotto sono state osservate 43 tipologie malformative differenti ed il 43,2% delle anomalie osservate erano gravi, presenti nel 72,8% degli individui osservati, con un carico medio di 3 anomalie gravi ciascuno. Le frequenze relative di comparsa di ciascuna delle anomalie osservate sono presentate in Tab. 3.22. L’anomalia più frequentemente osservata (12,1% delle anomalie osservate) è una deformazione considerata ‘leggera’, la deformazione dell’arco neurale delle vertebre pre-emali, mentre la deformazione delle vertebre emali (C4) è quella grave più frequente (9,4%). Inoltre sono state osservate anomalie in tutte le pinne (Fig. 3.66), con frequenze molto basse nella pinna pettorale e pelvica. 115 Tabella 3-20 Tipologie malformative risultate assenti nei lotti di spigole esaminati. In rosso sono evidenziate le anomalie gravi. sbA Sa A1 A3 A5* B5* B7 e B7* sbC C5* C6* sbD D1 D3 D5* D6* E8sx E11 Cor sx Cor dx Cer sx L8 sx L8 dx L11sx 12 13 14 19 17sx 17dx 17* dx 17*sx S a d d l e -b a c k n e l l a r e g i o n e d e l l e v e r t e b r e c e f a l i c h e Scoliosi nella regione delle vertebre cefaliche Lordosi nelle vertebre cefaliche Parziale fusione delle vertebre cefaliche Ossificazione suprannumeraria nella regione neurale delle vertebre cefaliche Ossifica z i o n e s u p r a n n u m e r a r i a n e l l a r e g i o n e n e u r a l e d e l l e v e r t e b r e p r e emali Costa pleurale deformata o soprannumeraria S a d d l e -b a c k n e l l a r e g i o n e d e l l e v e r t e b r e e m a l i Ossificazione suprannumeraria nella regione neurale delle vertebre emali Ossificazione suprannumeraria nella regione emale delle vertebre emali S a d d l e -b a c k n e l l a r e g i o n e d e l l e v e r t e b r e c a u d a l i Lordosi nelle vertebre caudali Parziale fusione delle vertebre caudali Ossificazione suprannumeraria nella regione neurale delle vertebre caudali Ossificazione suprannumeraria nella regione emale delle vertebre caudali Pterigioforo sinistro della pinna pettorale deformato Deformazione dei raggi della pinna pettorale Coracoide sinistro deformato Coracoide destro deformato Ceratoiale destro deformato Basipterigio sinistro (pterigioforo della pinna pelvica) deformato Basipterigio destro (pterigioforo della pinna pelvica) deformato Deformazione dei raggi della pinna pelvica sinistra Assenza di vescica natatoria Presenza di calcoli nei dotti urinari Prognatismo del dentale Mascellare o Pre - mascellare anomalo Opercolo sinistro deformato o ridotto Opercolo destro deformato o ridotto Raggi branchiostegi di destra deformati, assenti o fusi Raggi branchiostegi di sinistra deformati, assenti o fusi 116 Tabella 3-21 Risultati della valutazione qualitativa. ind.osservati (n) ind.malformati (n) 1 ind.malformati (%) 2 tipologie osservate (n) 3 anomalie osservate (n) 4 indice malformativo5 anomalie gravi (n) 6 anom.gravi/anom.totali 7 individui con anom.gravi (n) 8 individui con anom gravi (%) 9 indice anomalie gravi10 180 171 95,0 43 912 5,3 394 43,2 131 72,8 3,0 1= numero di individui osservati per lotto con almeno una anomalia; = frequenza (rispetto al totale degli individui osservati in ciascun lotto) percentuale di individui che presentavano almeno una anomalia; 3 = numero di tipi di anomalie osservate, rispetto all’elenco riportato in Tab.2; 4 = numero totale di eventi malformativi (anomalie gravi e non) osservati in ciascun lotto; 5 = valore ottenuto dividendo il numero totale di anomalie osservate in ciascun lotto per il numero di individui dello stesso lotto che mostravano almeno una anomalia; 6 = sono considerate anomalie gravi le fusioni e le deformazioni vertebrali, le deviazioni dell’asse scheletrico e della forma, le deformazioni del cranio; 7 = valore ottenuto dividendo il numero delle anomalie gravi per il numero totale delle anomalie osservate nel lotto, x100; 8 = numero di individui per lotto che presentavano almeno una anomalia grave; 9 = frequenza (rispetto al totale degli individui osservati, per lotto) percentuale di individui con almeno una anomalia grave; 10 = valore ottenuto dividendo il numero totale di anomalie gravi osservate in ciascun lotto per il numero di individui dello stesso lotto che mostravano almeno una anomalia grave. 2 117 Tabella 3-22 Numero e frequenza (%) relativa di ciascuna anomalia osservata nei tre lotti. In grassetto è evidenziata la frequenza più elevata (anomalia più frequente), in rosso le anomalie gravi. A2 A3* n 2 1 % 0,2 0,1 F11 F8 n 19 33 % 2,1 3,6 A4 A5 B1 B2 2 51 30 21 0,2 5,6 3,3 2,3 G11 G9 G9* G10 1 4 1 42 0,1 0,4 0,1 4,6 1,0 G10* 1 0,7 H11 26 8,4 H8 24 4 B5 110 12,1 I11 48 5,3 32 C1 I8 14 1,5 18 56 C2 L11 1 0,1 1 C3 dx 0,3 15 1 C3* 3 86 9,4 16 2 C4 47 5,2 sbB 1 C5 30 3,3 sB 44 C6 1 0,1 sC 25 D2 0,1 sD 6 D3* 1 0,1 2,9 2,6 B3 B3* B4 9 6 77 D4 13 1,4 Cer sx D5 12 1,3 D6 E8 22 1 2,4 0,1 1 0,4 3,5 6,1 0,1 0,1 0,2 0,1 4,8 2,7 0,7 0,1 118 Figura 3-60 Istogramma delle classi di frequenza delle anomalie osservate nelle diverse regioni del corpo. 60 50 40 30 20 10 0 A B C D E F G H+I L Cefalica 3.14.4 Sintesi conclusiva Da questa indagine giunge un’ulteriore conferma del fatto che alcune anomalie gravi, come l’assenza di vescica natatoria, la presenza di calcoli nel tratto terminale dei dotti urinari, e le anomalie dell’opercolo, che in passato colpivano con incidenze elevate i lotti di spigola da allevamento, sono completamente assenti in lotti di spigola allevati in grandi volumi. 119 4 Discussione e conclusioni sui risultati ottenuti Alcuni autori hanno evidenziato come il successo nell’allevamento della spigola e dell’orata dipenda da alcuni fattori critici: (1) la transizione da alimentazione endogena ad alimentazione esogena Parra & Yúfera, 2000; Hatziathanasiou et al., 2002; Papandroulakis et al., 2000-2002; Qin et al., 1995); (2) l’insufflamento della vescica natatoria (Shields, 2001; Planas & Cunha, 1999; Fielder et al., 2002); (3) la bontà della dieta disponibile per le larve durante l’allevamento (Shields, 2001). In effetti, la disponibilità di prede condiziona la sopravvivenza delle larve dopo l’apertura della bocca, poiché condiziona la durata del passaggio da un’alimEntazione Endogena ad una esogena (Parra & Yúfera, 2000) e poiché densità di prede troppo basse possono determinare l’insorgenza di fenomeni di digiuno prolungato (starvation) che rende le larve incapaci di alimentarsi per la troppa debolezza. Nei primi 20 giorni dell’allevamento larvale della spigola dell’orata, le mortalità che si osservano sono dovute almeno in parte al mancato adattamento ad una dieta esogena. Durante questo periodo, lo sviluppo delle larve è molto complesso, concentrato e sensibile alle condizioni esterne (soprattutto quelle trofiche e quelle relative alla superficie dell’acqua). Dopo l’apertura della bocca, le larve sviluppano la loro capacità di caccia, inizialmente limitata dalle non completamente sviluppate capacità di nuoto (Kentouri, 1982, 1984, 1986). Inoltre, migliorano la loro capacità di alimentarsi mediante l’apprendimento della morfologia e del comportamento delle prede (Puvanendran & Brown, 1999). In questo contesto, la concentrazione delle prede nell’ambiente è un fattore critico poiché influenza anche la velocità con cui le larve acquisiscono esperienza. Per questo motivo, è importante sottolineare come l’allevamento larvale in mesocosmi possa migliorare la capacità delle larve di catturare le prede, come osservato da Kieffer and Colgan (1992). Sebbene il digiuno prolungato fino all’inedia (starvation) sia un fenomeno poco conosciuto, è risaputo che esso può causare mortalità importanti durante l’allevamento larvale (Puvanendran & Brown, 1999). Alcuni autori hanno evidenziato che, nei sistemi di allevamento larvale intensivo, basati esclusivamente sulla somministrazione dall’esterno in 2/3 aliquote quotidiane di planctonti, le forti fluttuazione della concentrazione delle prede possono causare gravi problemi alle larve. Questo problema può essere aggravato dalla difficoltà di stabilire con precisione la quantità di alimento da somministrare in vasca, quantità che varia secondo diversi parametri quali la taglia delle larve, il loro numero, il loro comportamento e l’ambiente (Papandroulakis et al. 2000). Altri autori hanno evidenziato come una dieta basata esclusivamente sulla somministrazione di B. plicatilis e nauplii di A. salina possa essere insufficiente in termini nutrizionali (ad esempio per l’apporto di vitamina A alle larve) (Shields, 2001). Lo zooplancton marino, quindi, è stato indicato come una possibile fonte di nutrimento alternativa, idonea alla risoluzione di questi problemi (Støttrup & Norsker, 1997; Shansudin et al., 1997). In questo senso, van der Meeren e Naas (1997) hanno sviluppato metodi estensivi e semi-intensivi per l’allevamento del merluzzo, della spigola, dell’orata e del rombo. Questi sistemi sono caratterizzati dalla produzione di copepodi quali principali food items. I maggiori problemi che riguardano l’utilizzo di queste tecniche sono dalla variabilità della biomassa di copepodi rispetto alla domanda di alimento rappresentata dalle larve. D’altra parte i copepodi, e lo zooplancton selvatico in generale, sono stati indicati come alimenti eccellenti per le larve di teleostei, sia in termini nutrizionali che in termini di “accessibilità” (Payne & Rippingale., 2001). Helland et al. (2003) hanno evidenziato come i copepodi Arpacticoidi possano essere migliori dei nauplii di Artemia salina arricchiti nel supportare nutrizionalmente l’allevamento larvale dell’halibut. Payne et al. (2001), d’altronde, hanno dimostrato che diete “miste”, composte di nauplii di Copepodi e rotiferi arricchiti, migliorano fortemente la crescita e la sopravvivenza delle larve di pagro (Pagrus auratus) e di Glaucosoma hebraicum, rispetto ad un allevamento di controllo basato esclusivamente sulla somministrazione di rotiferi. Liao et al. (2001), poi, sostengono che larve di lamellibranchi, 120 trocofore e copepodi sono alimenti ottimi, da un punto di vista nutrizionale, per le larve di Teleostei, poiché contengono più di 10 mg/g di peso secco (DW) di acido esicosapentenoico (EPA) e acido docosoesanoico (DHA). Nonostante questa serie di vantaggi, l’utilizzo in acquacoltura di zooplancton selvatico per l’allevamento larvale è limitato ad una piccola parte della produzione totale europea. A questo stadio, esso è perlopiù ristretto a sistemi estensivi (o estensivi modificati), nei quali lo zooplancton selvatico viene raccolto usando filtri diversi in modo da ottenere specifici intervalli di taglia. Quindi viene somministrato direttamente oppure stoccato in colture semicontrollate all’aperto (Støttrup & Norsker, 1997). Questo perché esistono diversi problemi connessi alla produzione di quantità adeguate di zooplancton in condizioni controllate. Nella nostra trattazione abbiamo osservato come, nei Grandi Volumi descritti nel presente lavoro, lo zooplancton selvatico si sviluppi naturalmente fino a produrre biomasse considerevoli che sono disponibili per la predazione da parte delle larve. I risultati descritti hanno permesso di stabilire come, a seconda della specie ittica allevata, lo sviluppo del sistema segua un percorso “ecologico” definito dallo sviluppo degli organismi e dal rapporto predatore/preda che questi contraggono. All’interno delle vasche, le popolazioni zooplanctoniche e zoobentoniche cambiano in abbondanza ed in composizione a seconda delle interazioni trofiche con le larve di pesci. Per quanto riguarda la componente autotrofa, è stato evidenziato come quella presente nella colonna d’acqua sia riconducibile quasi esclusivamente alle somministrazioni esterne di microalghe provenienti da colture parallele, al contrario, la componente bentonica è il risultato di un processo di colonizzazione operato da organismi provenienti dal bacino esterno da cui viene attinta l’acqua utilizzata per il riempimento ed il ricambio delle vasche di allevamento. Per questi motivi, poiché il raggiungimento di concentrazioni adeguate di microalghe all’interno della colonna d’acqua sono il risultato di somministrazioni progressive e dell’innesco di processi di bloom all’interno delle vasche, risulta evidente come il processo di “preparazione” delle vasche, precedente all’immissione delle larve, non debba essere ridotto al di sotto di 7 giorni e, anzi, è auspicabile che sia protratto a 10 giorni. All’interno di questo periodo, le vasche dovrebbero essere monitorate al fine di regolarne le somministrazioni. Questo per avere, alla fine del periodo di lancio, vasche pronte per sostenere (da un punto di vista qualitativo) le popolazioni zooplanctoniche. Per quanto riguarda, invece, le popolazioni fitobentoniche presenti sulle pareti, essendo la loro comparsa dipendente dall’apertura del ricambio idrico, non è possibile ipotizzare modelli di gestione ottimale differenti da quelli già adottati. Infatti, mentre sarebbe auspicabile un’apertura precoce del ricambio, in modo da favorire una crescita ottimale di questi organismi, è risaputo che non è possibile aprire il ricambio, laddove la salinità dell’acqua del bacino esterno sia assai differente da quella dell’acqua di mare, fino al momento in cui la maggior parte delle larve non abbiano sviluppato la vescica natatoria. Quindi, è evidente che lo sviluppo della componente fitobentonica sarà necessariamente innescato dal raggiungimento di un determinato stadio ontogenetico da parte delle larve. Lo stesso discorso vale per la componente zooplactonica di organismi selvatici: essi penetrano dall’esterno solo all’atto dell’apertura del ricambio idrico e, pertanto, non possono raggiungere concentrazioni rilevanti prima che siano trascorsi almeno 7 giorni (come precedentemente messo in evidenza per i risultati descritti nel caso dell’orata). D’altronde, poiché lo sviluppo delle popolazioni di organismi animali selvatici è basato sullo sfruttamento delle risorse autotrofe (di ogni tipo) presenti nelle vasche, essi rappresentano un fattore negativo per il mantenimento di concentrazioni adeguate di microalghe. Questo discorso, tuttavia, deve essere analizzato più in dettaglio, poiché è noto che, mentre i copepodi Arpacticoidi non si nutrono di microalghe planctoniche, i copepodi Calanoidi, Ciclopoidi e le larve di lamellibranchi attingono da questa risorsa trofica. Ecco allora che, per salvaguardare il pool di microalghe 121 presenti nelle vasche alla fine della fase di lancio, e durante le prime fasi di allevamento, si dovrebbe privilegiare la componente ticobentonica (o bentonica) della comunità animale selvatica. D’altronde, quando il mantenimento di concentrazioni di microalghe adeguate diviene impossibile a causa dell’apertura del ricambio, questo problema di selezione non è più rilevante. Ricapitolando, durante la fase di lancio e la prima fase di allevamento larvale, si dovrà prestare particolare attenzione ad una serie di fattori: 1. Lo sviluppo di una popolazione di microalghe adeguata, generata dall’innesco mediante somministrazione di sacchi da colture parallele. Il fattore temporale, ovvero il tempo di “maturazione” delle vasche antecedente alla semina delle larve, risulta essere la chiave essenziale di questo processo. 2. Lo sviluppo di una popolazione animale di organismi selvatici che, come dimostrato in questo lavoro, può rappresentare un’importante risorsa trofica per le larve. Questo fenomeno deve essere collocato in una fase “media” dell’allevamento larvale, poiché è primariamente determinato dall’apertura del ricambio idrico. Per analizzare più in dettaglio il quadro delle possibili innovazioni di carattere gestionale da apportare al sistema, è opportuno separare i due casi della spigola e dell’orata, poiché i modelli descritti sono risultati differenti e, quindi, necessitano di approcci distinti. 4.1 Orata (Sparus aurata) Nel caso dell’orata, come descritto nella parte sperimentale, la presenza di organismi animali selvatici rappresenta un importante fonte di alimento per le larve, soprattutto quando l’alimento somministrato dall’esterno diminuisce quanto a disponibilità relativa. Questo avviene nei periodi di tempo che intercorrono tra due somministrazioni di alimento. E’ stato evidenziato come il raggiungimento di concentrazioni adeguate da parte degli organismi selvatici coincida quasi perfettamente, da un punto di vista temporale, con l’acquisizione da parte delle larve della capacità di predarli. Tuttavia, mediante il consumo attivo da parte delle larve, questa risorsa declina progressivamente fino ad esaurirsi. Si potrebbe ipotizzare una serie di interventi volti ad aumentare l’abbondanza di tali organismi, in modo da favorirne la persistenza nel tempo fino a stadi più avanzati dell’allevamento in mesocosmi. Tuttavia, poiché nelle ultime fasi dell’allevamento in vasca viene effettuato lo svezzamento e, quindi, la principale risorsa trofica dei pesci diviene il mangime, la presenza di ulteriori apporti alimentari perde di importanza per via della natura “continua” delle somministrazioni di mangime e per il fatto che questo ha un valore energetico di gran lunga superiore a qualsiasi dieta animale. E’ importante osservare, d’altra parte, come in uno dei 3 casi di studio descritti nel presente lavoro, l’eccessiva somministrazione di planctonti ottenuti da colture parallele abbia condizionato negativamente il consumo degli organismi selvatici, le cui popolazioni sono cresciute in maniera abnorme all’interno della vasca di allevamento. Nel caso dell’allevamento larvale dell’orata, quindi, è possibile affermare che il sistema di allevamento larvale basato sui Grandi Volumi, così come descritto ed analizzato nel presente lavoro, è adeguatamente calibrato per: – Sostenere popolazioni microalgali in concentrazione adeguate per l’allevamento delle larve ed il mantenimento qualitativo dei planctonti somministrati dall’esterno (B. plicatilis); 122 – Ospitare una colonia di organismi selvatici che, al momento opportuno, fornisce una importante risorsa trofica per le larve, le quali possono all’occorrenza alimentarsi di prede varie ma comunque adeguate a prevenire fenomeni di starvation originati dal depauperamento delle risorse trofiche all’interno delle vasche; Risulta particolarmente importante, in questo senso, migliorare i sistemi di gestione alla base delle scelte decisionali relative alle somministrazioni esterne di alimento. Poiché, infatti, la procedura standard prevede che la valutazione quantitativa della quantità di planctonti da somministrare (Rotiferi o nauplii di A. salina) sia effettuata unicamente basandosi sulle conte in vasca di questi ultimi, tali valutazioni mancano del dato relativo alla componente selvatica. Sarebbe quindi auspicabile programmare una serie di misurazioni periodiche dell’abbondanza di questi organismi nell’acqua e sulla parete delle vasche, in modo da poter “correggere” la quantità di planctonti da somministrare nel seguente modo: – Aumentandola laddove non sia sviluppata una comunità animale adeguata ad integrare la dieta, oppure – Diminuendola, in modo da favorire una maggiore attività di predazione a carico della comunità animale selvatica Questo secondo punto è particolarmente importante, poiché i risultati hanno evidenziato che lo sviluppo eccessivo della componente animale selvatica può condizionare sfavorevolmente il mantenimento delle condizioni ottimali di allevamento, soprattutto in ragione delle emissioni di cataboliti (ammoniaca) e del consumo della componente autotrofa che è alla base del funzionamento del grande volume gestito a mesocosmo. Naturalmente, la presenza di una comunità di organismi selvatici poco sviluppata può essere corretta mediante l’immissione di aliquote di zooplancton ottenute mediante filtrazione e concentrazione di volumi di acqua provenienti dal bacino di lagunaggio. 123 4.2 Spigola (Dicentrarchus labrax) Come analizzato in precedenza, l’allevamento larvale di questa specie in grandi volumi gestiti a mesocosmo presenta andamenti caratteristici profondamente differenti da quelli evidenziati nel caso dell’orata. Non è stato osservato, infatti, lo sviluppo di una comunità importante di organismi selvatici che, quindi, non risultano essere importanti nella dieta della larve. Si è anche detto come questo fenomeno sia, probabilmente, il frutto di una intensa attività di predazione da parte delle larve di spigola a carico degli individui “colonizzatori” che penetrano attraverso l’acqua di ricambio. In questo modo, viene inficiato il processo stesso di colonizzazione, che non porta mai all’insediamento di una popolazione consistente. Si potrebbe porre il problema, quindi, di studiare una serie di accorgimenti volti a favorire lo sviluppo di una comunità quantitativamente rilevante di organismi selvatici. Tuttavia, bisogna tener conto che, le caratteristiche trofiche delle larve di spigola non la rendono una buona substrate-feeder, ovvero le larve di questa specie non predano attivamente organismi che vivono attaccati ai substrati, come è il caso dei copepodi Arpacticoidi. Poiché questi sono sempre la frazione quantitativamente più rilevante della comunità selvatica, come è risultato dal nostro studio, sarebbe virtualmente inutile favorirne lo sviluppo. Sarebbe preferibile, semmai, privilegiare e stimolare lo sviluppo di una popolazione di organismi quali l’Acartia sp., copepode planctonico che pure è stato ritrovato nelle nostre vasche e descritto in questo studio. Questo scopo può essere raggiunto progettando un sistema di filtrazione selettivo che trattenga i planctonti dimensionalmente più grossi, quali appunto gli adulti di Acartia, i quali devono però essere immessi in quantità considerevoli ad uno stadio relativamente precoce dell’allevamento larvale, ovvero approssimativamente tra i 7 ed i 10 giorni di età delle larve. In questo modo, potrebbe risultare possibile una dieta mista per le larve di spigola, sebbene la grande voracità tipica di questa specie e, manifesta anche durante gli stadi larvali, lascia qualche dubbio sul mantenimento in vasca di una popolazione di organismi selvatici. 124 5 Raccomandazioni ed elementi gestionali Il presente lavoro è stato condotto con l’obiettivo di contribuire ad aumentare le conoscenze sulla dinamica quantitativa dei processi ecologici implicati nel sistema di produzione di avannotti di specie marine con i grandi volumi gestiti a mesocosmi. Attraverso l’analisi delle dinamiche che caratterizzano i popolamenti autotrofi ed eterotrofi all’interno delle vasche di allevamento, è stato possibile evidenziare come le vasche stesse siano un sistema che, mediante la connessione con un corpo idrico naturale, è capace di sviluppare una propria autarchia, ovvero di supportare la crescita di organismi che possono interagire con i pesci allevati sia in termini di risorsa trofica (diretta o indiretta che sia la loro assunzione), sia in termini di “ricostruzione” di quelle condizioni ambientali che sono tipiche delle nursery naturali. Dall’analisi dei dati è emersa una profonda affinità nello sviluppo dei differenti sistemi/vasca sperimentali realizzati durante questo studio. L’osservazione dei dati relativi alle dinamiche temporali della componente selvatica (i taxa di copepodi Arpacticoidi, larve di lamellibranchi e altri gruppi minori), ed alla predazione effettuata su queste prede ad opera delle larve di spigola e di orata, ha permesso di spiegare i meccanismi che determinano le possibili evoluzioni delle vasche intese come “mesocosmi”. In particolare, la nostra analisi, a partire dal dato quantitativo relativo alle somministrazioni esterne di alimento da colture parallele e dalla conoscenza dell’ecologia trofica della specie allevata (spigola oppure orata), ci permette di prevedere: 1. 2. Il ruolo della componente selvatica nella dieta delle larve, sia in termini quantitativi (quando la predazione è più intensa, in che misura i taxa selvatici entrano nella dieta delle larve) che qualitativi (quali taxa sono maggiormente predati in un dato periodo dello sviluppo larvale); L’andamento delle popolazioni di organismi selvatici nelle vasche di allevamento. Questi due aspetti chiave completano il quadro delle conoscenze riguardanti il sistema di allevamento larvale a “Grandi Volumi”, e consente di operare una gestione ottimale dell’avannotteria in modo da associare buone performance produttive ad elevati standard del prodotto. Così come previsto tra gli obiettivi del progetto, al fine di contribuire alla diffusione di questo sistema produttivo, sono state elaborate due schede operative (vedi allegati), per la produzione di avannotti di spigola ed orata in grandi volumi gestiti a mesocosmi. Le schede oltre ad illustrare le principali operazioni nella predisposizione dei moduli, forniscono utili informazioni gestionali nelle fasi di esercizio di questo sistema di produzione che, come ormai accertato, garantisce elevati standard qualitativi del prodotto. 125 6 Divulgazione dei risultati della ricerca Il processo di trasferimento agli operatori del settore delle conoscenze riguardanti il sistema di allevamento larvale a “Grandi Volumi”, che consente di operare una gestione ottimale dell’avannotteria in modo da associare buone performance produttive ad elevati standard del prodotto, è in parte già avvenuto durante l’esecuzione della ricerca, che si è svolta a stretto contatto con gli esperti che operano nell’impianto dove sono state condotte le sperimentazioni. I risultati potranno essere divulgati attraverso la presentazione di relazioni e posters a convegni e per mezzo di articoli su periodici specializzati rivolti agli operatori del settore. Un’altra forma di diffusione dei risultati del progetto di ricerca potrebbe essere svolta dalle Associazioni di categoria che potrebbero effettuare un’opera di diffusione capillare tra i loro associati e presso le Amministrazioni interessate. 126 BIBLIOGRAFIA AA.VV., 2001. Acquacoltura responsabile – Verso le produzioni acquatiche del terzo millennio. A cura di S. Cataudella e P. Bronzi, Unimar-Uniprom 2001, Roma. 683 pp. Boglione C., Gagliardi F., Scardi M., Cataudella S. 2001. Skeletal descriptors and qualiy assesment in larvae adn post-larvae of wild-caught and hatchery-reared gilthead sea bream (Sparus aurata L., 1758); Aquaculture 192: 1-22 Cataudella S., Russo T., Lubrano P., De Marzi P., Spanò A., Fusari A., Boglione C. 2002. An ecological approach to produce “wild like” juveniles od sea bass and sea bream: trophic ecology in semi-intensive hatchery conditions. Book of Extended Abstract and Short Communications, Aquaculture Europe Conference 2002 “Seafarming today and tomorrow” – Trieste, Italy. Ceccarelli R., Caricchia A.M., Fantini M., Saluzzo A., De Rosa L., Sguazzardo C., Canali M., Angiolin V., De Marzi P. 1998. Ottimizzazione delle produzioni in sistemi di allevamento vallivo mediante l'utilizzo di "depuratori organici"; Biologia Marina Mediterranea, 5: 13341339 Clesceri L.S., Greenberg A.E., Trussel R.R. 1989. Standard methods for examination of water and wastewater; APHA-AWWA-WPCF. Fielder D.S., Bardsley W.J., Allan G.L., Pankhurst P.M., 2002. Effect of photoperiod on growth and survival of snapper Pagrus auratus larvae. Aquaculture 211: 135-150. Hatziathanasiou A., Paspatis M., Houbart M., Kestemont P., Stefanakis S., Kentouri M., 2002. Survival, growth and feeding in early life stages of European sea bass (Dicentrarchus labrax) intensively cultured under different stocking densities. Aquaculture 205: 89-102. Helland S., Terjesen B.F., Berg L., 2003. Free amino acid and protein content in the planktonic copepod Temora longicornis compared to Artemia franciscana. Aquaculture, 215: 213-228. Hyslop E. J. 1980. Stomach content analysis - a review of methods and their application; J. Fish Biol., 17: 411-429 Kentouri M., Divanach P. 1982. Differences et similitudes dans la genese des comportements locomoteurs et trophique des stades prelarvaires de Sparus aurata, Diplodus vulgaris et Diplodus sargus; Aquaculture, 27: 355-376 Kentouri M., Divanach P. 1986. Spectres alimentaires des larves de sparides en conditions controlées. Sélectivité spécifique de la daurade Sparus aurata; Oceanol. Acta, 9, 3: 343-348 Kentouri M., Divanach P., Paris J. 1984. Approche du comportement trophique des larves du sar (Diplodus sargus), de la daurade(Sparus auratus), du charax (Puntazzo puntazzo) et du marbré (Lithognathus mormyrus); L'Aquaculture du Bar et des Sparidés, INRA Publ., Paris: 139-159 Kieffer J.D., Colgan P.W., 1992. The role of learning in fish behaviour. Reviews in Fish Biology and Fisheries, 2: 125-143. 127 Legendre P., Legendre L., 1998. Numerical ecology. Elsevier Science B.V., Amsterdam, 1998, 853 pp. Liao I.C., Su H.M., Chang E.Y., 2001. Techniques in finfish larviculture in Taiwan. Aquaculture 200: 1-31. Mantel N., 1967. The detection of disease clustering and a generalized regression approach. Cancer Res., 27: 209-220. Payne M.F., Rippingale R.J., 2001. Effects of salinity, cold storage and enrichment on the calanoid copepod Gladioferens imparipes. Aquaculture, 201: 251-262. Payne M.F., Rippingale R.J., Clearly J.J., 2001. Cultured copepods as food for West Australian dhufish (Glaucosoma hebraicum) and pink snapper (Pagrus auratus) larvae. Aquaculture, 194: 137-150. Papandroulakis N., Divanach P., Kentouri M., 2002. Enhanced biological performance of intensive sea bream (Sparus aurata) larviculture in the presence of phytoplankton with long photophase. Aquaculture 204: 45-63. Papandroulakis N., Markakis G., Divanach P., Kentouri M., 2000. Feeding requirements of sea bream (Sparus aurata) larvae under intensive rearing conditions. Development of a fuzzy logic controller for feeding. Aquaculture Engineering, 21: 285-299. Parra, G., Yúfera, M., 2000. Feeding, physiology and growth responses in first-feeding gilthead seabream (Sparus aurata L.) larvae in relation to prey density. Journal of Experimental Marine Biology and Ecology 243, 1-15. Planas, M., Cunha, I., 1999. Larviculture of marine fish: problems and perspectives. Aquaculture 177, 171-190. Puvanendran, V., Brown, J.A., 1999. Foraging, growth and survival of Atlantic cod larvae reared in different prey concentrations. Aquaculture 175, 77-92. Qin J., Madon S.P., Culver D.A., 1995. Effect of larval walleye (Stizostedion vitreum) and fertilization on the plankton community: implications for larval fish culture. Aquaculture 130: 51-65. Shields R.J., 2001. Larviculture of marine finfish in Europe. Aquaculture 200: 55-88. Shansudin, L., Yusof, M., Azis, A., Shukri, Y., 1997. The potential of certain indigenous copepod species as live food for commercial fish larval rearing. Aquaculture 151 Saroglia M., Ingle E., Venzi L. 1992. Tecniche di acquacoltura; Ed agricole Edizioni Agricole - ITT Flight Shansudin L., Yusof M., Azis A., Shukri Y. 1997. The potential of certain indigenous copepod species as live food for commercial fish larval rearing; Aquaculture, 151: 351-356 Sorgeloos P., Lavens P. 1996 – Manual on the production and use of live food for aquaculture. FAO 128 Fisheries Technical Paper 361, 295 pp. St? ttrup J.G., Norsker N.H. 1997. Production and use of copepods in marine fish larviculture; Aquaculture, 155: 231-247 Van der Meeren T., Naas K. E. 1997. Development of Rearing Techniques Using Large Enclosed Ecosystems in the Mass Production of Marine Fish Fry; Reviews in Fisheries Science, 5(4): 367-390 129 ALLEGATO I Schede operative 130 FASE 1 (0-7 giorni di età della vasca) SCHEDA GENERALE PER L’ALLEVAMENTO IN GRANDI VOLUMI DELLA SPIGOLA (Dicentrarchus labrax) ALLESTIMENTO DELLA VASCA LANCIO BIOLOGICO 1. Riempimento con acqua marina filtrata a 300 µm; 2. Sterilizzazione con Ipoclorito di Sodio 3. Neutralizzazione dell’ipoclorito con Tiosolfato 1. Dopo 12 ore di azione del tiosolfato, inoculo in vasca di ¾ sacchi di colture algali, per un volume totale di 1000 litri (ogni sacco di coltura contiene 2-3 milioni di cellule per ml). La scelta dei sacchi di coltura dovrebbe essere effettuata in modo da garantire una immissione polispecifica. Monitoraggio delle condizioni chimico/fis iche della vasca (soprattutto della temperatura) in modo da evitare shock alle larve all’atto del trasferimento. Illuminazione continua delle vasche (24 ore al giorno) per favorire la fioritura algale. Nei giorni successivi all’inoculo dei sacchi, deve essere effettuato un monitoraggio giornaliero delle popolazioni algali, che devono raggiungere almeno la concentrazione di 0.2 milioni di cellule per ml prima dell’immissione delle larve. IMMISSIONE DELLE LARVE AL 4° GIORNO DI ETA’ DOPO LA SCHIUSA FASE 2 (10-15 giorno di età delle larve) 1. Il sistema è isolato dall’esterno PRIMA FASE ALLEVAMENTO LARVALE Monitoraggio delle popolazioni di alghe e rotiferi. Queste ultime devono essere 2. Le larve sono alimentate con quanto più possibile stabili intorno al rotiferi ed alghe valore di 10-15 unità/larva per favorire 3. Continuano le immissioni di alghe la ricerca attiva da parte delle larve. E’ unicellulari, in ragione di 300 litri importante un accurato monitoraggio di coltura ogni 2 giorni dei contenuti stomacali, dell’attività 4. E’ necessaria, prima di ogni delle larve, al fine di seguire le prime somministrazione, la conta delle fasi dell’alimentazione e dell’ontogenesi concentrazioni degli zooplanctonti larvale. presenti nell’acqua della vasca 5. Le albumine prodotte dalle alghe ed accumulate dallo skimmer a delta devono essere rimosse giornalmente, così come gli olii agglutinati dallo skimmer ad R. 6. In questa fase non viene effettuato nessun intervento di sifonamento del fondo della vasca, ed eventuali morie delle larve vengono evidenziate dal galleggiamento delle larve morte. APERTURA DEL RICAMBIO IDRICO CON ACQUA PRELEVATA DA BACINI NATURALI 131 FASE 3 (15-40 giorni di età delle larve) SECONDA FASE ALLEVAMENTO LARVALE 1. Ricambio idrico inizialmente pari al 10% al giorno, successivamente crescente fino a raggiungere il 40% al giorno in volume 2. I taxa selvatici presenti nelle vasche entrano in maniera marginale nella dieta delle larve 3. Viene effettuato il sifonamento del fondo della vasca con una periodicità variabile (3-7 giorni) per rimuovere il materiale sedimentato e prevenire l’innalzamento della concentrazione dello ione ammonio. Le popolazioni di planctonti oscillano in maniera marcata e non più possibile mantenerle costanti. Diventa essenziale una valutazione corretta delle somministrazioni, specie per evitare fenomeni di cannibalismo. In particolare, è importante garantire la presenza in vasca dell’alimento fino dalle prime ore di illuminazione. 4. Alla fine di questa fase si procede allo svezzamento progressivo con mangimi inerti, che diventano l’unica fonte di alimento per le larve SVEZZAMENTO COMPLETO CON MANGIMI INERTI O EVENTUALE SEMINA 132 FASE 1 (0-7 giorni di età della vasca) SCHEDA GENERALE PER L’ALLEVAMENTO IN GRANDI VOLUMI DELL’ORATA (Sparus aurata) ALLESTIMENTO DELLA VASCA 1. Riempimento con acqua marina filtrata a 300 µm; 2. Sterilizzazione con Ipoclorito di Sodio 3. Neutralizzazione dell’ipoclorito con Tiosolfato Monitoraggio delle condizioni chimico/fiscihe della vasca (soprattutto della temperatura) in modo da evitare shock alle larve all’atto del trasferimento LANCIO BIOLOGICO 1. Dopo 12 ore di azione del tiosolfato, inoculo in vasca di ¾ sacchi di colture algali, per un volume totale di 1000 litri (ogni sacco di cotura contiene 2-3 milioni di cellule per ml). La scelta dei sacchi di coltura dovrebbe essere effettuata in modo da garantire una immissione polispecifica. Monitoraggio delle popolazioni algali, che devono raggiungere almeno la concentrazione di 0.6 milioni di cellule per ml IMMISSIONE DELLE LARVE AL 4° GIORNO DI ETA’ DOPO LA SCHIUSA FASE 2 (10-25 giorno di età delle larve) Il sistema è isolato dall’esterno PRIMA FASE ALLEVAMENTO LARVALE Monitoraggio delle popolazioni di alghe e rotiferi. Queste ultime devono Le larve sono alimentate con rotiferi ed essere quanto più possibile stabili alghe intorno al valore di 10-15 unità/larva Continuano le immissioni di alghe per favorire la ricerca attiva da parte unicellulari, in ragione di 300 litri di delle larve. E’ importante un accurato coltura ogni 2 giorni monitoraggio dei contenuti stomacali, E’ necessaria, prima di ogni dell’attività delle larve, al fine di somministrazione, la comta delle seguire le prime fasi concentrazioni degli zooplanctonti dell’alimentazione e dell’ontogenesi presenti nell’acqua della vasca larvale Le albumine prodotte dalle alghe ed accumulate dallo skimmer a delta devono essere rimosse giornalmente, così come gli olii agglutinati dallo skimmer ad R. In questa fase non viene effettuato nessun intervento di sifonamento del fondo della vasca, ed eventuali morie delle larve vengono evidenziate dal galleggiamento delle larve morte APERTURA DEL RICAMBIO IDRICO CON ACQUA PRELEVATA DA BACINI NATURALI 133 FASE 3 (25-50 giorni di età delle larve) SECONDA FASE ALLEVAMENTO LARVALE 1. Ricambio idrico inizialmente pari al 10% al giorno, successivamente crescente fino a raggiungere il 40% al giorno in volume 2. I taxa selvatici presenti nelle vasche entrano in maniera consistente nella dieta delle larve 3. Alla fine di questa fase si procede allo svezzamento progressivo con mangimi inerti, che diventano l’unica fonte di alimento per le larve Le popolazioni di planctonti oscillano in maniera marcata e non è più possibile mantenerle costanti. Diventa essenziale una valutazione corretta delle somministrazioni, specie per evitare fenomeni di cannibalismo. SVEZZAMENTO COMPLETO CON MANGIMI INERTI O EVENTUALE SEMINA 134