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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
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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
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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

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