POP-KORN, LA COMMUNICATION ALTERNATIVE Rete degli acquari EUR-OCEANS Una rete per la diffusione delle conoscenze… Un gruppo europeo di educatori al vostro servizio! Nell’ambito della rete scientifica di eccellenza EUR-OCEANS, il gruppo di attività WP10, coordinato da Océanopolis (Brest, Francia) è composto da 9 Acquari e Centri Culturali Scientifici europei e dall’E.U.A.C. (associazione di più di 60 Acquari europei). Il gruppo sviluppa la diffusione al grande pubblico, ai docenti e ai loro allievi, dei risultati delle ricerche effettuate dagli scienziati di questa rete sui cambiamenti climatici e sui loro effetti sugli ecosistemi marini. L’obiettivo è di far conoscere il loro lavoro e i loro progressi, realizzando dei filmati divulgativi su questi argomenti o producendo questo kit didattico. In contatto diretto con gli scienziati e i ricercatori, questo gruppo d’attività mette a vostra disposizione la propria rete di competenze. I suoi educatori a livello europeo vi propongono una collaborazione per il vostro progetto didattico sul tema dei cambiamenti climatici e del loro impatto sugli oceani, con un approccio pluridsciplinare, adattato alle vostre esigenze e al vostro sistema educativo. In ciascuna struttura, i differenti Servizi Educativi che fanno parte di questo gruppo vi propongono supporto, materiale e strumenti didattici. Saranno disponibili ad accogliervi e a lavorare con voi. Avrete, inoltre, un’occasione unica per condividere le vostre esperienze con insegnanti e studenti di altri Paesi europei! Acquario di Genova - Italia Tel : + 39 o1o 2345233 [email protected] www.acquarioscuola.it L’Acquario di Genova, aperto nel 1992, è uno dei più grandi d’Europa, con 70 vasche rappresentanti ambienti acquatici di tutto il mondo, marini e di acque dolci tropicali. La missione dell’Acquario di Genova è sensibilizzare ed educare il grande pubblico alla conservazione, alla gestione e all’uso responsabile dell’ambiente acquatico. I Servizi Educativi propongono al mondo scolastico numerose attività di approfondimento tematizzate, sia in laboratori dedicati che lungo il percorso espositivo. Crédits photos : Acquario Genova Aquarium Finisterrae - Galizia - Spagna Tel : + 34 981 189 842 [email protected] www.casaciencias.org/aquarium/ L’ Aquarium Finisterrae si trova sulla costa dell’Oceano Atlantico, nei pressi dello storico faro Torre d’Ercole, nella città di La Coruna (Galizia, Spagna). Questo museo illustra la diversità della costa galiziana così come la vita dei pescatori, i mercati e le loro tradizioni. Nautilus, una sala immersa nel mare, ricrea il sogno di Giulio Verne in “20.000 leghe sotto i mari”. La sala Maremagnum risponde con 60 moduli interattivi alle domande poste dagli studenti galiziani. E all’esterno, è presente una colonia di foche dell’Atlantico orientale.. al Centro Ellenico per la Ricerca sul Mare, è uno strumento privilegiato di comunicazione tra il pubblico e la comunità scientifica. Crédits photos : Aquarium Finisterrae Crédits photos : Crete Aquarium CNES (Centre National d’Études Spatiales) Toulouse, Paris, Kourou - France Tel : + 33 5 61 27 46 84 [email protected] www.cnes.fr/web/98-accueil-cnes-education.php Sin dalla sua fondazione nel 1961, il CNES ha contribuito a determinare la politica spaziale francese, sostenendola nella soddisfazione dei bisogni della nostra società tramite cooperazioni internazionali, in particolare nell’ambito di un quadro europeo. Dal 1963, il CNES ha considerato gli aspetti educativi tra le sue principali priorità. È stato istituito il dipartimento di Cultura Spaziale, con il doppio obiettivo di aumentare la sensibilizzazione sulle attività Spaziali e sulle loro applicazioni e di usare lo Spazio come un mezzo per l’educazione e l’apprendimento. Crédits photos : Cnes CretAquarium - Crète - Grèce Tel : + 32 81o 337792 [email protected] www.cretaquarium.gr Il CretAquarium Thalassocosmos ha aperto al pubblico nel Dicembre 2005. La sua missione è di informare, educare e sensibilizzare il pubblico sulla varietà delle specie marine e degli habitat del Mediterraneo, organizzando programmi educativi, seminari ed eventi. Il CretAquarium Thalassocosmos, inoltre, collabora con le scuole e i centri di educazione ambientale. Appartenendo E.U.A.C (European Union of Aquarium Curators) Tel : + 377 93 15 36 oo [email protected] www.euac.org L’E.U.A.C. è stata fondata nel 1972 e oggi riunisce 64 Acquari pubblici in 25 nazioni europee. L’Unione Europea dei Curatori di Acquario è un’organizzazione professionale per i direttori degli Acquari, che ha lo scopo di promuovere attivamente la crescita professionale tra specialisti negli Acquari pubblici ed è una Organizzazione Non Governativa (ONG). È una struttura di base dove possono essere scambiate e sviluppate Gdynia Aquarium - Gdynia - Pologne Tel : + 48 58 732 66 o1 [email protected] www.akwarium.gdynia.pl L’Acquario di Gdynia fa parte dell’istituto di Pesca Marina di Gdynia, il più antico Istituto di Ricerca sul Mare della Polonia. L’Acquario di Gdynia ospita oltre 1500 animali di circa 180 specie. La missione dell’Acquario di Gdynia è la diffusione delle conoscenze sulla biologia marina e sulla protezione ambientale. Il Dipartimento Educativo lavora per questo obiettivo, proponendo un programma di attività didattiche sul mare. Crédits photos : Gdynia Aquarium Musée océanographique - Monaco Tel : + 377 93 15 36 oo [email protected] www.oceano.mc Océanopolis - Brest - France Tel : + 33 298 344 96o [email protected] www.oceanopolis.com Fondato nel 1910 dal Principe Alberto I di Monaco, il Museo oceanografico è interamente dedicato al mare, alla sua conoscenza e alla sua salvaguardia. La sua missione è lo sviluppo e la diffusione della conoscenza dell’Oceanografia al grande pubblico, tramite le sue collezioni, le esposizioni e gli ecosistemi tropicali e mediterranei del suo Acquario. Il suo Servizio Educativo vi propone numerose attività didattiche adattate ai differenti livelli scolari, sui temi della scoperta e della comprensione dell’ambiente marino e del clima. Attraverso un approccio originale, pedagogico, scientifico degli ecosistemi temperati, polari e tropicali, Océanopolis racconta la storia naturale degli oceani. Océanopolis, il parco di scoperta degli oceani, struttura d’eccellenza in materia di educazione all’ambiente marino, è uno strumento unico al servizio di allievi e insegnanti. Océanopolis propone agli studenti un programma di attività didattiche e di giornate educative progettate specificatamente in funzione del loro livello, dalle materne alle superiori. Crédits photos : Océanopolis Crédits photos : M. Dagnino Universeum - Göteborg - Svezia Rete degli acquari EUR-OCEANS (2) National Marine AquariumPlymouth - Inghilterra Tel : + 44 (o) 1752 275233 [email protected] www.national-aquarium.co.uk Il National Marine Aquarium è stato il primo nel Regno Unito ad essere stato realizzato unicamente a scopo educativo, conservativo e di ricerca. Rimane il primo acquario e ospita la vasca più profonda della Gran Bretagna. Il National Marine Aquarium ha un team dedicato e specializzato nell’apprendimento educativo, che propone un programma per le scuole aggiornato e innovativo. Progetti come Eur-Oceans danno alle scuole un’opportunità unica per approfondire temi scientifici e creare sinergie con il proprio acquario locale. tel : + 46 31 335 64 97 [email protected] www.universeum.se Universeum è un Museo della Scienza svedese, che ha lo scopo di creare un approccio positivo all’apprendimento e di incrementare l’interesse per la tecnologia e la scienza. Universeum è insuperabile come luogo di studio per la scienza e la tecnologia. La struttura ospita molti settori con stazioni pratiche, una nave spaziale, ruscelli di montagna, una foresta pluviale con animali e fantastici acquari. Le nostre uniche attività didattiche sono basate sul metodo degli studenti che insegnano ad altri studenti, assistiti da educatori esperti con prospettive interdisciplinari. Le classi vengono suddivise in piccoli gruppi e guidate in differenti aree tematiche orientate ai temi del futuro. Crédits photos : National Marine Aquarium Crédits photos : Universeum Guida per i docenti Integrare le problematiche ambientali con il vostro programma scolastico !! Introduzione Gli effetti dei cambiamenti climatici sono oggi un tema di grande attualità, che coinvolge in particolar modo le giovani generazioni, i futuri cittadini del Pianeta. Per aiutarvi a trattare questo argomento nel corso dell’anno scolastico, vi proponiamo dei supporti didattici, dei materiali, dei temi e dei percorsi di lavoro. Questi strumenti dovranno essere adattati e utilizzati in funzione delle vostre necessità e del livello dei vostri allievi. Integrando queste problematiche ambientali nell’ambito del vostro insegnamento potrete : `` Sensibilizzare i giovani sull’impatto dei cambiamenti climatici sugli ecosistemi marini e sulle loro risorse, `` Fargli prendere coscienza dei pericoli che minacciano gli oceani, `` Avvicinare gli studenti al mondo della ricerca attraverso il metodo scientifico e sperimentale, `` Familiarizzare gli allievi con le tecniche utilizzate dagli oceanografi sul campo, `` Stimolare gli scambi tra numerose classi europee. Parole chiave Sole, Terra, clima, cambiamenti climatici, oceani, atmosfera, risorse naturali, uomo, metodo e approccio scientifico, patrimonio naturale, biodiversità, sovrasfruttamento, inquinamento, sovrapopolamento, rifiuti, anidride carbonica (diossido di carbonio, CO2), effetto serra, gas serra, economia, divertimenti, protezione, gestione sostenibile, sviluppo sostenibile, presa di coscienza, … I temi e i percorsi di lavoro `` Gli oceani, un patrimonio mondiale minacciato… Gli oceani sono sottoposti ad una pressione sempre più intensa da parte della popolazione umana e dalle attività ad essa correlate. L’aumento dei gas serra, dovuto alla combustione da parte dell’uomo di fonti energetiche fossili, non è che una delle minacce che pesano sull’equilibrio degli oceani e degli ambienti naturali: il sovrasfruttamento e l’esaurimento delle risorse, la distruzione degli habitat naturali, le differenti forme di inquinamento e di rifiuti sono altre minacce concrete… per l’avvenire delle generazioni future, è oggi fondamentale preservare e gestire al meglio le risorse naturali prelevate dagli oceani, poiché il ruolo che queste giocano nel “funzionamento” del Pianeta è fondamentale. + Per saperne di più, vedi: scheda “Impatto dei cambiamenti climatici sugli oceani”; film “Calanus dell’Isola Spietzberg”; film “Voce della Scienza”; film “Storia delle Sardine”. `` Gli oceani come regolatori del clima e dell’effetto serra Con i venti, le correnti oceaniche hanno un ruolo determinante nella regolazione del clima. Esse hanno un impatto sulle temperature, sulle precipitazioni e sull’umidità che registriamo nelle nostre Regioni. Ridistribuiscono il calore sull’intero Pianeta, compensando parzialmente le differenze di irraggiamento solare tra le diverse zone geografiche. Così la calda Corrente del Golfo è in parte responsabile del clima più mite dell’Europa settentrionale, mentre alle stesse latitudini il clima del continente americano è molto più rigido, influenzato dalla fredda Corrente del Labrador. + Per saperne di più vedi: scheda e film “La Corrente del Golfo” In ciascun emisfero, Nord e Sud, le acque calde equatoriali di superficie circolano sino ai Poli, vera riserva di freddo del Pianeta. Esse evaporano, scambiando calore con l’atmosfera, si raffreddano e sprofondano negli abissi. Questo trasporto e questa ridistribuzione dell’energia grazie ai movimenti delle correnti marine sono conosciuti con il nome di “correnti convettive oceaniche”. + Per saperne di più vedi: film “Polastern” e poster “Correnti convettive oceaniche” Per gli scambi gassosi con l’Atmosfera, gli oceani sono comparabili ad una gigantesca spugna che assorbe una grande quantità di gas atmosferici. Questo fenomeno influisce nella composizione chimica dell’aria che respiriamo. Oggi siamo preoccupati da un problema: quanta anidride carbonica possono ancora assorbire gli oceani? + Per saperne di più vedi: scheda e film “Acidificazione degli oceani”; film “Dovremmo manipolare gli oceani per ridurre l’eccesso di CO2 atmosferica? `` Gli oceani come produttori di materia organica e ossigeno Le prime forme di vita sono apparse negli oceani. Grazie al processo della fotosintesi e all’utilizzo dell’energia luminosa, dell’anidride carbonica e dei sali minerali, i vegetali marini costituiscono le prime maglie della rete alimentare marina, ad eccezione degli organismi che si sviluppano nelle profondità abissali intorno alle sorgenti idrotermali. I vegetali producono il 75% dell’ossigeno che noi respiriamo, assorbono l’anidride carbonica e contribuiscono quindi a mantenere l’equilibrio nella composizione dei gas atmosferici. I vegetali marini sono la prima fonte di materia organica e di nutrimento per gli altri organismi marini, che comprendono i più grandi animali del Pianeta, come la balenottera azzurra o lo squalo balena. + Per saperne di più vedi: laboratorio “Plancton del mondo” `` Gli oceani e la biodiversità Ultimi territori ancora da esplorare del nostro Pianeta, gli oceani ricoprono il 70% della superficie terrestre e ancora non hanno svelato tutti i loro segreti. Essi rappresentano un’immensa riserva di vita. 200.000 specie marine, tra le quali 30.000 specie di pesci, sono state classificate e descritte dagli scienziati, i quali stimano che solo il 10% delle specie marine siano oggi conosciute, senza contare i batteri! Negli oceani, la gran parte delle specie conosciute sono concentrate nelle aree costiere, dove numerosi ecosistemi sono minacciati. Il 30% delle scogliere coralline è scomparso, le mangrovie sono in forte regressione. Una soluzione efficace per il futuro: in tutte le Regioni sensibili alla conservazione della biodiversità vengono a poco a poco create delle aree marine protette. `` Gli oceani e il ciclo dell’acqua L’acqua è tanto indispensabile alla vita quanto l’aria che respiriamo e l’energia solare. Il suo ciclo naturale prevede la sua trasformazione in differenti stati (liquido, solido, gas) e la circolazione costante tra terra, oceano e atmosfera per evaporazione, condensazione, precipitazione… il volume totale dell’acqua sul Pianeta è costante. Gli oceani contengono il 97,5% del volume totale dell’acqua, il restante 2,5% è costituito dall’acqua dolce, un bene assai raro e inegualmente distribuito sul Pianeta. La maggior parte di questa acqua dolce è intrappolata sotto terra o nei ghiacciai e non è accessibile. La disponibilità d’acqua dolce è per l’Umanità una delle maggiori sfide del ventunesimo secolo. Per aumentare la disponibilità di acqua potabile sono state utilizzate o sperimentate soluzioni come la desalinizzazione dell’acqua marina o l’intercettazione delle sorgenti di acqua dolce sottomarina. `` Gli oceani come fonte di nutrimento Gli oceani sono una fonte di nutrimento per gli uomini. Pesci e frutti di mare sono un’importante riserva di proteine. Le alghe marine fanno parte della composizione di numerosi alimenti. In alcuni Paesi poveri i prodotti marini costituiscono la principale riserva alimentare per la comunità. Senza gli oceani queste comunità non esisterebbero. Da diversi anni il prelievo della pesca mondiale (133 milioni di tonnellate) è al suo limite, nonostante l’aumento dello sforzo di pesca, e la tendenza è orientata verso l’esaurimento degli stock naturali in alcune zone dove si esercita il sovrasfruttamento delle risorse.. + Per saperne di più vedi: film “Storia delle sardine”; film “La pesca nel Nord Atlantico”; scheda “I cambi climatici nel Mediterraneo“; scheda “Pesca responsabile”; scheda “Ecosistemi tropicali”; scheda “Ecosistemi di risalita delle acque (Upwelling)” `` Gli oceani come risorsa di fonti energetiche Gli oceani custodiscono ancora numerose risorse inaccessibili, quali petrolio, gas naturali o minerali, che le compagnie Offshore ricercano a sempre maggiore profondità. Alcune recenti scoperte di giacimenti di metano idrato (un composto di acqua L’energia degli oceani è inoltre utilizzata per produrre elettricità, raffreddare i reattori delle centrali nucleari o condizionare l’aria degli edifici utilizzando le acque profonde. Lo sviluppo di sistemi per la produzione di energie rinnovabili in mare, in particolar modo energia eolica (idrica), costituisce una possibile soluzione per il futuro, che si sta attualmente concretizzando. Crédits photos : Océanopolis Integrate le problematiche ambientali con il vostro programma scolastico! (2)! e metano) potranno dare risposta alle richieste energetiche del futuro. Ma queste risorse devono essere sfruttate moderatamente e con prudenza, per evitare danni maggiori agli ambienti marini. `` Gli oceani, i rifiuti e le differenti forme di inquinamento L’80% dell’inquinamento marino è di origine terrestre. Gli oceani sono talmente vasti che per molti anni sono stati considerati come un’enorme discarica per qualsiasi genere di rifiuto, civile o industriale. Per molto tempo si è pensato che l’oceano fosse capace di auto depurarsi. Attualmente si è compreso che questa idea è sbagliata. Esistono diversi tipi di inquinamento. I rifiuti voluminosi costituiscono il caso più evidente, ma non necessariamente il più pericoloso. Una delle problematiche attualmente più preoccupanti è l’accumulo e la concentrazione di metalli pesanti e di altri prodotti chimici tossici nell’ambito delle catene alimentari. Queste sostanze avvelenano lentamente gli animali e influiscono sulla loro riproduzione. Questo fenomeno avrà a sua volta delle importanti conseguenze sulle popolazioni umane che consumano specie marine all’apice della catena alimentare, quindi molto contaminate. I metalli pesanti sono anche trasportati dai venti. Provenienti da tutte le Regioni industrializzate, si accumulano nell’Artico dove la presenza umana è scarsa, mentre hanno degli effetti gravi sulla fauna e sulla flora di queste aree, oltre che sulle popolazioni umane locali. `` Gli oceani come fonte di divertimento e di attività socio-economiche Sin dall’origine dell’umanità, gli oceani hanno stimolato l’immaginazione dell’Uomo. Vie di transito e di scambio delle merci, aree di scambi culturali, di sconfitte e vittorie politiche, luoghi di miti e leggende, d’ispirazione letteraria ed artistica, gli oceani affascinano e uniscono generazioni intere e le rendono orgogliose di essere uomini: una ragione in più, se necessaria, per preservarli! Molti di noi li utilizzano come luoghi di divertimento: subacquei, surfisti, pescatori, nuotatori, navigatori, viaggiatori, …, ma anche come luogo di profitto, svolgendo le più diverse attività socio-economiche. Non ci resta che continuare ! Percorsi didattici Motivate i vostri allievi… e i vostri colleghi insegnanti, con un approccio prluridisciplinare ! Per tutte le ragioni sopra menzionate, quello dell’Oceano è oggi un tema importante, ma anche appassionante, capace di coinvolgere totalmente gli studenti. Contemplando molteplici ambiti, questo argomento può essere affrontato con un approccio pluridisciplinare, tramite differenti soggetti e a diversi livelli d’insegnamento. Guardando gli oceani con angoli diversi, gli studenti sono portati ad avere una visione generale di quelli che sono i problemi, le minacce, ma anche le soluzioni da mettere in pratica. Comprenderanno che noi siamo solamente delle gocce d’acqua, ma che insieme formiamo un oceano, per agire a favore del futuro del Pianeta e dell’umanità. Vedi tabella sul retro. Esempi di argomenti di discussione, con le relative discipline e materie correlate Argomenti Discipline – Materie Le catene alimentari marine Biologia Habitat e ecosistemi marinis Biologia - Ecologia Identificazione e classificazione degli esseri viventi Biologia – Tassonomia – Sistematica Localizzazione geografica – Nomi degli Oceani e dei Mari Geografia – Cartografia – Matematicas Ciclo dell’acqua – I differenti stati dell’acqua Fisica – Geografia – Chimica – Biologia Come l’uomo utilizza gli oceani Lo sfruttamento delle risorse. Sociologia – Geografia – Biologia – Economia Le minacce incombenti sugli oceani Sociologia – Biologia – Geografia - Chimica Popolazione – Sovrappopolazione umana Demografia – Geografia Fisica e chimica dell’acqua Chimica - Fisica Il tempo, il clima, la meteorologia Climatologia – Meteorologia – Geologia – Fisica L’industria della pesca Sociologia – Geografia – Economia – Nutrizione Comprendere la terminologia e il vocabolario ambientale Lettere - Lingue Straniere Gli esploratori Storia – Attualità Letteratura e scritti sul tema dell’oceano Letteratura Suoni del mare Musica Gli oceani come fonte di ispirazione artistica Educazione Artistica Relazioni con studenti delle altre nazioni partner Lingue Straniere Come si può lavorare su questo tema ? Strumenti e materiale di supporto A seconda degli argomenti scelti, potete utilizzare diversi strumenti, documenti, schede, laboratori, film, siti Internet e altre risorse fornite nel kit didattico EUR-OCEANS e sul sito Internet (www.eur-oceans. info) per costruire il vostro progetto didattico. Le informazioni contenute nei differenti strumenti vi permettono di strutturare un percorso formativo basato su informazioni e dati che tengono conto degli ultimi risultati scientifici in materia. `` Finalizzate il vostro progetto come lavoro di gruppo degli studenti Le differenti tematiche che approfondirete con i vostri allievi potranno concretizzarsi in un lavoro di gruppo, che testimoni le nuove conoscenze acquisite, il loro lavoro, e potrà essere condiviso e mostrato ad altri studenti e alla comunità: la realizzazione di un film o di una sceneggiatura, una presentazione in Power Point, un reportage o un articolo su un tema di attualità, un’intervista ad uno scienziato, la creazione di un gioco sull’ambiente o sul clima, la realizzazione di poster o di mostre, una lettera a decision maker o personalità politiche, un opuscolo, una storia, una scultura con materiali riciclati o altre creazioni artistiche… `` utilizzate questo materiale per sviluppare il vostro programma didattico `` Utilizzate un Acquario o un centro della scienza della rete EUR-OCEANS vicino a voi, per avere sostegno nell’affrontare questi argomenti Gli Acquari e i Centri Scientifici membri della rete EUROCEANS, mettono a vostra disposizione le proprie competenze e vi propongono dei percorsi didattici su questi temi complessi. Vi possono aiutare a costruire il vostro progetto e ideare con voi un’attività specificamente dedicata alle vostre necessità. Queste strutture sono in contatto con studiosi dei cambiamenti climatici e dell’oceanografia in generale. Possono organizzare delle conferenze e degli incontri con gli specialisti. Visitando il vostro Acquario pubblico locale, potrete scoprire come la vita marina subirà degli sconvolgimenti a causa di questi fenomeni e utilizzare gli strumenti didattici messi a vostra disposizione. Potrete anche avere una visione realistica degli ecosistemi marini, per sviluppare dei contenuti come le relazioni alimentari o le specie minacciate, partendo da osservazioni dirette dell’ambiente marino e delle forme di vita che lo popolano. Queste differenti possibilità di collaborazione o questo tipo di visita possono rappresentare il punto di partenza del vostro progetto, la sua conclusione, o essere utilizzate come filo conduttore durante lo svolgimento delle attività, nel il corso dell’anno scolastico, aiutandovi a raggiungere i vostri obiettivi! I cambi climatici nel mediterraneo: modificazioni della struttura della pesca e possibili adattamenti Il Mediterraneo, con la sua grande biodiversità e la sua ricchezza alieutica, rappresenta un bacino che è in grado di rispondere in vario modo ai cambiamenti climatici che si stanno verificando. Gli studi più recenti cercano di rispodere ad alcune domande come: Quali sono gli scenari ipotizzabili? Come potranno reagire le singole specie? Il Mediterraneo presenta una elevata variabilità delle sue temperature, causata anche dalla sua struttura orografica, dal tipo di circolazione, dai collegamenti con i mari adiacenti e dal clima. Le figure che seguono rappresentano due istantanee del Mar Mediterraneo visto dal satellite. L’immagine a colori mostra le differenze di temperatura durante la stagione inveranle e quella estiva: le temperature Quali potrebbero essere le specie che mostreranno variazioni evidenti in termini di presenza o di distribuzione? Quali saranno gli effetti dei cambi climatici sulla loro biologia? Quali strategie adattative dovrà adottare il settore della pesca? Imm. EXT Imm. EXT Quali strategie dovranno seguire le regole di gestione? più alte sono rappresentate dai colori caldi come il giallo ed il rosso, quelle minori dai colori freddi come blu ed azzurro; lo schema rappresenta invece un profilo del mediterraneo e mostra come cambi il sistema delle correnti tra la stagione calda e quella fredda. Si noti il percorso delle acque superficiali atlantiche in entrata, più calde e a minore salinità, rispetto a quelle profonde mediterranee, più fredde e più salate. La temperatura delle acque superficiali del bacino Mediterraneo non scende sotto i 13°C proprio per la conformazione dello Stretto di Gibilterra, che per la sua forma «a sella» impedisce l’ingresso di acque oceaniche troppo profonde e molto fredde. Le temperature, localmente, possono variare in modo rilevante in pochi giorni, influenzando la vita degli organismi che vivono nel bacino, la loro biologia, abbondanza e distribuzione, modificando anche le catene trofiche in termini spaziali e quantitativi. Modificati da Plate 61, Oceanic Ichtyology, G. Brown Goode e T. H. Bean, 1986 e da CSIRO/FRDC Un esempio, basato sulle esperienze e le osservazioni, può servire a comprendere meglio la varietà delle situazioni e dei possibili scenari... … ed i loro pochi predatori sembrano ridursi sempre più, sia per pesca accidentale che diretta: tartarughe marine, mangiameduse (centrolofidi), pesci luna, pesci re… Ma è una catena dove le variabili sono tante e poco note! Le figure precedenti rappresentano un centrolofide (Centrolophius niger) ed un pesce Re (Lampris guttatus), due pesci ghiotti di meduse al pari delle tartarughe. MEDUSA EFIRA PLANULA STROBILAZIONE POLIPO Disegno di F. Boccardo Alcune specie, quali le meduse, attivano la strobilazione (modalità di riproduzione asessuale) con differenziali termici negativi: l’arrivo improvviso di acque fredde in zone solitamente calde del Mediterraneo può farle riprodurre in modo elevato, ma poi devono trovare una catena trofica idonea per sopravvivere. Purtroppo, le nostre conoscenze non ci consentono ancora di valutare come i cambi delle temperature possano influenzare l’abbondanza delle meduse ed i loro cicli. Ma gli anni in cui sono numerose diventano sempre più frequenti… La distribuzione del plancton, connessa strettamente alle correlazioni tra clima, movimenti delle masse d’acqua ed apporto di nutrienti, ha un’influenza diretta sulle risorse della pesca. Un esempio classico, dove i dati sono basati su analisi storiche valide, riguarda il cod, il merluzzo atlantico. La minore presenza di due specie di crostacei planctonici appare strettamente correlabile alla minore presenza di merluzzo, anche se è noto che la pesca ha accelerato la crisi della specie. Nel Mediterraneo dati di questo genere non sono ancora disponibili, ma è ragionevole pensare che i meccanismi del sistema possano essere simili. Immagini di Antonio Di Natale La situazione appare molto complessa quando si riferisce ai grandi pesci pelagici, che sono nei livelli più alti della catena trofica. I cambiamenti delle situazioni oceanografiche rappresentano motivo di scelte individuali e di movimenti di massa, che incidono fortemente sulla distribuzione delle risorse e sulla economia della pesca. E non parliamo di poco, considerando che i tunnidi in generale sono tra le specie commercialmente più remunerative e per questo soggette a forte pressione di pesca. La distribuzione e l’abbondanza del plancton incidono fortemente sulla maggiore o minore presenza di pesce azzurro nelle varie parti del Mediterraneo. I cambi climatici e l’irregolare stagionalità determinano sempre più l’imprevedibilità delle catture e gli sbilanciamenti dello sforzo di pesca (ma anche della redditività e del mercato). Quando parliamo di pesce azzurro, parliamo di tante specie: non ci sono solo acciughe e sardine, ma anche sgombri, aguglie e la lista non è completa… Il pesce azzurro rappresenta circa il 35% del pescato nazionale in peso. La disponibilità di questa risorsa sul lungo periodo è essenziale per l’apporto proteico da essa fornito. Esistono altre specie di cui si parla forse poco, ma che hanno problemi crescenti e che stanno ai vertici della catena alimentare marina: sono i grandi predatori, gli squali pelagici. Per queste specie, però i problemi sono diversi e non necessariamente dovuti al clima! Per il tonno ed il pescespada, ad esempio, fattori oceanografici connessi agli effetti del clima sono importanti! Una temperatura minima dello strato superficiale intorno ai 21°-22°C ed un differenziale termico negativo di circa 3°C, all’altezza del primo termoclino, sono il meccanismo indispensabile per l’attivazione di un’importante attività fisiologica: la riproduzione. Imm. EXT Immagini di Antonio Di Natale Termografia superficiale del Mar Mediterraneo. E’ facile capire quanto siano variabili temperatura e salinità nel Mediterraneo se si osservano alcuni profili trasversali. Ad una latitudine di 35°N le condizioni sono diverse. Una diversa morfologia del fondale gioca un ruolo importante nel sistema delle correnti, e quindi, anche degli scambi termici tra le masse d’acqua. Ne risulta un differente profilo termico, molto più vario e differente tra le varie località poste a questa latitudine. In questo caso, anche a profondità maggiori la temperatura dell’acqua è leggermente superiore al caso precedente, mentre il termoclino non è altrettanto ben delineato Anche in questo caso, la salinità subisce forti variazioni nello spazio, e come per la temperatura, la causa è da ricercasi nel diverso ricircolo delle acque. I seguenti grafici mostrano le differenze tra due profili ad una distanza di appena 5°, tra 35°N e 40°N (appena 500 km). Le misurazioni effettuate a 40°N, per quanto riguarda la temperatura, sono piuttosto omogenee. Si può individuare il profilo del termoclino (un sottile strato d’acqua che, come un mantello, divide la Imm. EXT massa d’acqua soprastante più calda, da quella sottostante più fredda). Come per il profilo termico, la morfologia del fondale crea i presupposti per una certa stabilità, che si ritrova anche per il profilo di salinità. Si noti come le acque superficiali siano meno salate per l’apporto di acque dolci di origine suia fluviale che atmosferica É facile capire quanto caratteristiche ocenaografiche come temperatura e salinità siano variabili e rilevanti. Imm. EXT Forse pochi sono a conoscenza del fatto che lo spostamento della principale attività di pesca del tonno dal Tirreno meridionale alle zone a sud di Malta, avvenuta a metà degli anni ‘90, può essere correlabile ad una modificazione dello EMT (Eastern Mediterranean Transient, alterazione delle correnti nel Mediterraneo Orientale causate dalla diversa formazione di acque profonde tra Mar Adriatico e Mar Egeo), accaduta in contemporanea. Le condizioni verificatesi nel 2006 e 2007 sembrano confermare questa correlazione. Di fatto, i cambi climatici, con le conseguenti modificazioni spazio-temporali della complessa circolazione mediterranea, ed in relazione ai “grandi pesci pelagici”, provocano: • una diversa disponibilità spazio-temporale della risorsa in periodo riproduttivo (il più importante per la pesca!); • stagioni riproduttive prolungate in condizioni di temperature più elevate per periodi lunghi; • interruzione anomala della riproduzione in presenza di masse fredde impreviste; • conseguenti stress fisiologici; • una diversa disponibilità spazio-temporale della risorsa nel periodo giovanile (con diversa vulnerabilità), in relazione alla variazioni delle catene trofiche; • una imprevedibilità generalizzata per lo svolgimento delle attività di pesca; • difficoltà rilevanti per adattare i modelli previsionali (VPA) a situazioni con alte variabilità interannuali. Un problema ulteriore potrebbe essere causato dal verificarsi degli scenari che prevedono un effetto della diversa percentuale di CO2 nelle acque, con variazione del pH e una riduzione della capacità di fissazione del calcio da parte di numerosi invertebrati. I Molluschi, e tra questi vongole e mitili, potrebbero trovarsi con conchiglie di spessore minore ed essere più vulnerabili ai predatori. Anche il corallo rosso, specie naturalisticamente importante, ma anche una preziosa risorsa da gestire oculatamente, potrebbe avere problemi di indebolimento della struttura, con una perdita immediata del suo valore economico. Il Mediterraneo, nel suo continuo divenire, probabilmente affronterà situazioni nuove, che porteranno cambiamenti anche rilevanti sulla struttura delle acque e delle coste. Fattori naturali, accelerati da fattori dovuti all’imprevidenza umana, concorreranno ai cambi. assicurare un’utilizzazione razionale e durevole degli stock alieutici. Imm. EXT Alcune specie comuni potranno rarefarsi in alcune aree, altre si sposteranno a Nord, altre ancora prenderanno forse il sopravvento sulle pre-esistenti, alcune ora non abbondanti diverranno comuni…. I pescatori dovranno essere pronti a nuove strategie adattative. Forse bisognerà adattarsi a specie e quantità diverse, ma la tecnologia potrà contribuire a trovare la necessaria flessibilità. L’immagine superiore rappresenta i cambiamenti nella temperatura superficiale ad oggi sulla base delle registrazioni storiche di temperatura. Indicativa è la situazione per l’emisfero boreale, fortemente antropizzato ed industrializzato. L’immagine in basso, invece, rappresenta l’innalzamento del livello del mare previsto per gli anni futuri se l’andamento climatico e l’impatto antropico continueranno ai ritmi odierni. Imm. EXT Il compito più arduo sarà per le Commissioni internazionali ed i logo organismi: occorrerà seguire gli eventi e ottenere dati di pesca attendibili. La Comunità Europea dovrà monitorare le flotte comunitarie e l’andamento delle specie e della pesca. Tutti dovranno elaborare nuove strategie adattative, con l’obbiettivo di continuare a procurare risorse alimentari ma al contempo A cura di Stefano Argentero modificato da «I CAMBI CLIMATICI NEL MEDITERRANEO: MODIFICAZIONI DELLA STRUTTURA DELLA PESCA E POSSIBILI ADATTAMENTI», Antonio Di Natale, Fondazione Acquario di Genova Onlus, Brindisi, 2007. Tutte le immagini, eccetto dove altrimenti specificato, provengono dall’archivio fotografico dell’Acquario di Genova. IMM. EXT: Le immagini termografiche sono pubbliche e provengono da http://www.ifremer.fr/medar/ http://modb.oce.ulg.ac.be/backup/modb/welcome.html http://www.moon-oceanforecasting.eu/ http://gos.ifa.rm.cnr.it/index.php?id=373 http://moon.santateresa.enea.it/ Lo schema della circolazione mediterranea proviene da Malanotte-Rizzo et al.: The eastern Mediterranean in the 80s and in the 90s: the big transition in the intermediate and deep circulations, Dynamics of Atmospheres and oceans, 29, 365–395, 1999. Si ringrazia il Dott. Antonio Di Natale ed il Dott. Manzella dell’ENEA per aver rintracciato le fonti iconografiche Le catene alimentari nelle acque polari Nei mari polari, al momento dello scioglimento dei ghiacci, quando le lunghe notti invernali lasciano il posto al sole di mezzanotte, si assiste ad una incredibile esplosione della vita planctonica. Questo nutrimento abbondante costituirà il banchetto di numerosi animali più grandi, come gli uccelli o i mammiferi marini. Durante la corta estate polare, l’aumento di quantità di luce e la presenza di sali minerali in sospensione nell’acqua favoriscono lo sviluppo di fitoplancton, che servirà da nutrimento per lo zooplancton, il famoso krill. La vita si sviluppa nelle zone liberate dai ghiacci e ricche di sali nutritivi. Per lottare contro il freddo dell’inverno in arrivo, i grandi predatori devono ricostruire rapidamente le loro riserve di grasso. Molti di essi si inseriscono direttamente al primo livello della piramide alimentare (krill, pesci, calamari). I predatori di grande taglia, come le foche mangiagranchi, le balene (dotate di fanoni), i beluga ed i narvali, si nutrono di prede relativamente piccole. Una catena alimentare corta, costituita da qualche anello solamente, diminuisce la perdita di energia da un capo all’altro della catena. Gli schemi sono gli stessi, sia che si tratti di Artico che di Antartico, con specie diverse, appartenenti agli stessi gruppi zoologici (pinnipedi, cetacei) o differenti, ma che mostrano forti similitudini (i pinguini in Antartide, gli alca e gli uria in Artide). Crédits photos : Dave Bowden In acque libere Gruppo di brachiopodi (liothyrella uva) della piattaforma continentale limita l’habitat per la flora e la fauna. Sono complessi fenomeni oceanografici che arricchiscono le acque di superficie, grazie alla risalita di acque profonde nelle quali sono disciolti molti sali minerali. Sulla terra In Artide, l’orso bianco costituisce un legame tra le risorse alimentari marine e terrestri. In estate, l’orso sopravvive nella tundra sgombra dalla sua copertura nevosa. La vita torna a splendere, le deiezioni dei mammiferi (come la volpe artica) fertilizzano il suolo e favoriscono la crescita delle piante che sono brucate dai roditori (lemming). Sul fondo La vita sui fondali è altrettanto diversificata. Gli animali bentonici approfittano dei detriti prodotti dal plancton e dai suoi predatori. In Artide, i sali minerali di origine continentale portati dai fiumi favoriscono lo sviluppo della vita. Non accade lo stesso in Antartide. In aggiunta, la ristrettezza Sotto il ghiaccio Durante l’inverno, i microrganismi sono nascosti nelle bolle d’aria imprigionate nel ghiaccio. Ai primi raggi di sole, attraverso il ghiaccio, le alghe si sviluppano. È il segno della primavera che comincia, sotto il ghiaccio. IL KRILL ANTARTICO (EUPHAUSIA SUPERBA) ~ Il comportamento alimentare del krill in funzione delle stagioni Il krill è onnivoro. Il suo regime alimentare gli permette dunque di adattarsi alle risorse alimentari presenti a seconda delle stagioni. LA RACCOLTA DI KRILL SPESSO RAPPRESENTA MIGLIAIA DI INDIVIDUI ~ In inverno, il krill perde peso. Deve accontentarsi delle rare alghe planctoniche ancora presenti. Il suo regime alimentare cambia, consumando uova, larve e detrito dello zooplancton. Può addirittura nutrirsi dei suoi stessi piccoli. Durante questo periodo di carestia, spazzola la parte inferiore della banchisa aiutandosi con le zampe toraciche a forma di pettine per raccogliere le alghe che crescono sotto il ghiaccio. L’ interesse ecologico ed economico del krill e dei copepodi In Antartide, la biomassa del krill è stimata, nel periodo stagionale dei ghiacci, tra 200 e 600 milioni di tonnellate. Il krill produce ogni anno 215 milioni di tonnellate di nuovi individui. La specie Euphasia superba è tra gli animali più abbondanti del nostro pianeta. Crédits photos : Océanopolis/B. Lampert In estate, si raggruppa in sciami che possono ricoprire una superficie di 500 km quadrati e pesare 2 milioni di tonnellate. Il krill si sposta ad una velocità di 500 metri all’ora. Questo sciame di miliardi di animali filtra efficacemente il fitoplancton intorno alla banchisa galleggiante. Crédits photos : BAS/Chris Gilbert La parola krill, inventata dai balenieri norvegesi, significa “minutaglia”. Raggruppa una dozzina di specie di crostacei pelagici che possono misurare fino a 4 cm. Lo zooplancton costituisce la principale fonte di nutrimento degli uccelli marini, delle foche e delle balene nelle acque polari. Il krill antartico è costituito principalmente da Euphasia superba, mentre nelle acque fredde e temperate dell’emisfero boreale domina un’altra specie, Meganyctiphanes norvegica. Crédits photos : BAS/Chris Gilbert Il krill Tuttavia, i copepodi, piccoli crostacei planctonici, hanno una produzione annuale dieci volte superiore a quella del krill. Il krill gioca un ruolo importante nell’ecosistema antartico. Ogni anno, le balene ne consumano più di 30 milioni di tonnellate, le foche 70 milioni, gli uccelli marini 40 milioni. Le 36 milioni di coppie di uccelli che nidificano sulla sola isola della Georgia del Sud, hanno un regime alimentare costituito per tre quarti da krill. La foca mangiagranchi (Lobodon carcinophagus), che si nutre esclusivamente di krill, conta una popolazione di 12 milioni di individui. Una balenottera azzurra può inghiottire 3 tonnellate di krill al giorno. Il krill rappresenta anche una risorsa utilizzabile dall’uomo. Questo genere di pesca iniziata negli anni sessanta, dovrà quindi essere tenuta sotto controllo, alla luce degli interessi ecologici fondamentali del krill nelle risorse alimentari marine antartiche. Gli eroi del freddo La vita è molto dura nel mondo polare, dove il freddo permanente può scendere al di sotto dei -50°C. Durante l’inverno, i blizzard (venti glaciali accompagnati da tormente di neve) sono violenti e ghiacciati, neve e ghiaccio ricoprono tutto, mentre durante l’estate, la temperatura rimane sempre prossima allo zero. Gli animali resistono a questo freddo intenso con adattamenti differenti. La sterna artica La sterna artica Alla fine dell’estate, la sterna artica lascia l’Artico per raggiungere l’Antartide, realizzando così la più grande delle migrazioni animali conosciute (40.000 km, tra andata e ritorno). Il suo piumaggio molto isolante, gli permette di resistere al freddo. Quest’uccello possiede uno strato di piume sulla pelle, foderato da penne sovrapposte. Lo strato esterno viene impermeabilizzato, impregnandolo d’olio prodotto da una ghiandola prossima alla coda e spalmato sul piumaggio con l’ausilio del becco. bianco tricheco L’ o r s o L’orso bianco È la sua fitta pelliccia ad aiutarlo enormemente a lottare contro il freddo. È composta da uno strato inferiore molto fitto, protetto da lunghi peli di guardia (setole)esterni. Quando i peli sono bagnati, si incollano gli uni agli altri, formando una barriera impermeabile. Sotto la pelle nera, uno spesso strato adiposo isola l’animale dal freddo e serve da riserva energetica. È da questa riserva che l’organismo attinge per sopravvivere. La dimensione delle sue orecchie è dovuta al suo ambiente di vita: essendo piccole, perdono poco calore. L’orso bianco si sposta facilmente sulla banchisa. In questo animale, le zampe sono leggermente arcuate e le dita dei piedi sono rivolte verso l’interno. Il pelo protegge i piedi, insensibili al suolo ghiacciato. Crédits photos : Océanopolis L’orso bianco vive solo al Polo Nord. È il padrone incontrastato del vasto dominio artico. Il Il tricheco Questo mammifero marino è superbamente adattato alla vita artica. Protetto da uno strato di grasso, possiede quattro arti appiattiti che ne fanno un eccellente nuotatore. D’estate si può assistere ai raggruppamenti dei trichechi sulla banchisa, con gli individui che si stringono gli uni agli altri per conservare il loro calore. Frequentemente lo strato di grasso dei trichechi supera i 10cm di spessore, sotto la pelle spessa e coriacea. Quando fa troppo freddo, il tricheco preferisce scorazzare nell’acqua. Crédits photos : Océanopolis Esistono altri adattamenti morfologici ed anatomici che permettono al pinguino imperatore di lottare contro il freddo: I pesci del ghiaccio I pesci del ghiaccio Per lottare contro il freddo, i pesci delle acque gelate producono delle sostanze che prevengono la formazione di ghiaccio. Questi «antigelo» si associano ai cristalli in formazione ed impediscono alle nuove molecole di fissarsi: si tratta di sistemi enzimatici assai efficaci, che permettono ai pesci di essere attivi alle basse temperature. Il loro metabolismo nell’acqua a 0° C è simile a quello d’un pesce d’acqua temperata a 20° C. I noltre, i globuli rossi sono inutili per trasportare l’ossigeno nell’organismo, essendo questo gas molto solubile nell’acqua di mare fredda. L’assenza di globuli rossi dona alle branchie ed agli organi interni un colore “bianco cremoso”. Si dice che questo pesce non riesca a sopportare temperature superiori ai 5°C! `` Il suo becco piccolo riduce la dispersione termica; gran parte dell’aria calda contenuta nelle cavità nasali viene riciclata. Il piumaggio è fitto, disposto a strati impermeabili, un po’ come le tegole su un tetto. Il piumaggio e la pelle elastica del pinguino sono forniti di uno spesso strato di grasso. È questo grasso che impedisce uno shocktermico all’uccello, quando esce dall’acqua per mettere piede sul ghiaccio. `` I suoi piedi sono di piccola taglia. Essendo ridotta la superficie di scambio tra l’aria fredda ed il ghiaccio, le perdite di calore diminuiscono. Così protetto, il pinguino può scorazzare per ore nell’acqua a 0° C, a differenza di un uomo che morirebbe istantaneamente.. Il pinguino imperatore Crédits photos : Océanopolis All’inizio del mese di Aprile il pinguino imperatore intraprende un viaggio di 100 km verso Sud per raggiungere i siti di nidificazione sui ghiacci polari. Siamo nel cuore dell’inverno. Nell’Antartide, i pinguini imperatore depongono e covano le loro uova esposti in pieno al blizzard a –40°C. È il maschio che cova le uova: durante questo periodo, può perdere fino alla metà del suo peso. Per difendersi dal freddo, il pinguino possiede differenti adattamenti, ma la sua grande taglia non lo aiuta a ridurre la perdita di calore. Per tenersi al caldo, i maschi che covano, si radunano in gruppi compatti al fine di economizzare le energie. Al centro del gruppo gli uccelli hanno più caldo; a turno, quindi, occupano i posti più esposti, esponendo spesso il dorso al vento che soffia incessante. Un gruppo serrato può ridurre le perdite di calore fino al 50%. Il pinguino imperatore L’influenza dell’uomo sull’atmosfera L’aumento dei gas ad effetto serra L’anidride carbonica – CO2 L’aumento della quantità di anidride carbonica è direttamente proporzionale alle attività industriali dell’uomo. Questo aumento è il risultato della combustione di petrolio, di gas naturale, di carbone. L’uomo, attraverso le sue attività quotidiane, modifica la composizione dell’atmosfera. Le emissioni di CO2 variano molto da un Paese all’altro. I paesi industrializzati ne producono (pro capite) da 10 a 20 volte di più rispetto ai Paesi in via di sviluppo. L’analisi delle bolle d’aria intrappolate nel ghiaccio mostra che stiamo giungendo a valori mai ottenuti prima d’ora. Il metano – CH4 In 200 anni la popolazione mondiale è passata da 1,6 a 5 miliardi di abitanti. Questa esplosione demografica ha generato un incremento della produzione agricola. Tuttavia i ruminanti, che degradano la materia organica in modo I clorofluorocarburi CFC Freon (nome commerciale) Anche i CFC partecipano all’effetto serra. Si tratta di molecole chimicamente molto stabili, motivo per cui ne è stato favorito l’utilizzo. La loro concentrazione è aumentata del 17% dagli anni 50. Dopo il protocollo di Montreal del 1987, altri gas sostituiscono i freon semplici, ma questi nuovi gas pur non avendo effetto sull’ozono, sono molto attivi per quanto riguarda l’effetto serra. La concentrazione di questi diversi gas è variabile, come pure lo è la loro efficacia nell’assorbire gli infrarossi: `` Una molecola di metano è 20 volte più attiva di una molecola di anidride carbonica `` Una molecola di CFC è 10 000 volte più attiva di una molecola di anidride carbonica Al ritmo delle attuali emissioni di questi gas, è previsto un raddoppiamento dei livelli di anidride carbonica nell’atmosfera entro il 2030 (due generazioni appena). Crédits photos : Océanopolis L’effetto serra è importante al fine di mantenere una temperatura ideale per la vita sulla Terra. Nell’ultimo secolo, le attività industriali e lo sviluppo demografico sono in costante aumento, provocando una modificazione della composizione dell’aria. La concentrazione di gas ad effetto serra è aumentata, inducendo un riscaldamento della Terra. anaerobico (senza ossigeno), durante la loro digestione producono metano. Le risaie, le paludi ed anche le terme sono delle fonti naturali di metano. La concentrazione di metano nell’aria è raddoppiata negli ultimi 200 anni. Crédits photos : Océanopolis L’ozono, uno scudo bucato L’ozono nella stratosfera L’ozono è fondamentale per il mantenimento della vita sulla Terra, assorbendo la maggior parte dei raggi ultravioletti nocivi. Lo strato di ozono è posizionato nella stratosfera ed è composto da tre atomi di ossigeno. Dal 1978-1979 è stato registrato un deficit importante in questo strato sopra l’Antartide durante la primavera australe (Settembre ed Ottobre). Questa carenza permette un aumento del 20% dei raggi ultravioletti che raggiungono la superficie del pianeta (all’inizio di Novembre, quando il Sole riscalda la regione). Gli ultravioletti β hanno un effetto nocivo sulla biosfera, causano cancro alla pelle nell’uomo e negli animali, inibizioni della fotosintesi, mutazioni genetiche. Alle nostre latitudini è stata constatatauna diminuzione dello strato di ozono dal 6 all’8% ed al di sotto del Polo Nord intorno al 20%. Dal 1987, a Montreal, un protocollo internazionale regolamenta la produzione di CFC ed il loro utilizzo. Questo protocollo raccomanda l’utilizzo di gas sostitutivi, ma anche a fronte dell’arresto della produzione e dell’utilizzo dei CFC gli scienziati non prevedono la rigenerazione dello strato di ozono fino alla fine del prossimo secolo. I clorofluorocarburi, CFC, vengono impiegati o sono stati impiegati nelle bombolette spray, nei sistemi refrigeranti (congelatori, frigoriferi), nell’imballaggio dei prodotti alimentari. Cosa succede nella stratosfera? Come fanno i CFC a distruggere l’ozono atmosferico? I clorofluorocarburi sono distrutti dai raggi solari e producono atomi di cloro. Gli atomi di cloro reagiscono con l’ozono per formare monossido di cloro (ossigeno+cloro). A sua volta, questo si combina con un atomo di ossigeno, liberando una molecola di ossigeno ed una di cloro attivo, capace di distruggere una nuova molecola di ozono. In questo modo un atomo di cloro è in grado di distruggere molte molecole di ozono. L’ozono nella stratosfera Nella troposfera (tra 0 e 10km dalla superficie terrestre), si ha una produzione di ozono, in questo caso questo pericoloso per noi, causando disturbi respiratori e danneggiando permanentemente i vegetali. La quantità di ozono è raddoppiata negli ultimi 100 anni, prodotto dall’inquinamento industriale degli autoveicoli. Certi giorni, nei grandi centri urbani, la quantità di ozono è moltiplicata per 10. Le foche Caratteri adattativi della vita marina } La foca è un mammifero marino. - Mammifero, dato che allatta i suoi piccoli; - Marino visto che si nutre di animali che vivono in mare.. } Gli arti anteriori e posteriori delle foche sono adattati al nuoto e sono palmati.. } Le foche si servono della zampe posteriori come propulsori in acqua, ma queste non sono di alcun aiuto sulla banchisa. Quelle anteriori servono da timone. Munite di cinque grossi artigli, permettono alla foca di scavare il ghiaccio. } Quando si immerge nelle buie profondità, le sue pupille si dilatano per captare la fievole luce. } mancano i padiglioni auricolari esterni; le orecchie sono delle piccole aperture situate sui lati della testa. Quando la foca si immerge, le orecchie si chiudono per evitare l’ingresso d’acqua. } Le narici sono chiuse in acqua e aperte quando l’animale torna in superficie per respirare. La foca è dotata di un volume sanguigno molto maggiore del nostro. Molto ricco di globuli rossi, il suo sangue può immagazzinare una quantità estremamente elevata di ossigeno. Ciò, unito alla riduzione delle pulsazioni cardiache che passano da 150 a 20 al minuto a seconda della profondità, può spiegare le sorprendenti prestazioni ottenute durante le immersioni. Così, la foca di Weddell può scendere fino a 550m di profondità, con un’apnea di un’ora. Crédits photos : Océanopolis } Le vibrisse permettono alla foca di captare le vibrazioni dell’acqua, provocate dalle prede e dai suoi predatori. La foca possiede una dentatura particolare adattata al suo regime alimentare. Nella maggior parte delle foche, i denti aguzzi permettono di afferrare e dilaniare le prede. Molte foche subiscono ancora una pressione venatoria per la loro pelliccia e per il loro grasso, destinato a produrre olio di qualità. I pinguini I pinguini appartengono alla famiglia degli Sfeniscidi, che comprende 17 specie, tutte residenti nell’emisfero Sud. Alcune raggiungono il numero diversi milioni o decine di milioni di esemplari. Solo il pinguino imperatore ed il pinguino di Adelia si riproducono sul continente antartico. Le altre specie si osservano sulle isole sub-antartiche e sulle coste dell’America latina, dell’Africa australe, dell’Australia, della Nuova Zelanda e delle Isole Galapagos, la più settentrionale. Gli uccelli che vivono nell’emisfero Nord, simili ai pinguini per un fenomeno di convergenza evolutiva, appartengono alla famiglia degli Alcidi. A questa famiglia appartengono le alche, le gazze marine, le urie ed i pulcinella di mare. Gli adattamenti al nuoto Gli sfeniscidi e gli Alcidi hanno una caratteristica in comune: il loro modo di alimentarsi; cacciano sott’acqua per nutrirsi di pesce, calamari e plancton. Nei pinguini, le ali sono trasformate in alette che sono vere pinne natatorie. Sott’acqua, queste pagaie hanno la funzione di propulsori, mentre i piedi e la coda hanno ruolo di timone. I pinguini sono diventati uccelli marciatori e nuotatori; sono i più specializzati alla vita marina, perfettamente adattati al nuoto. Inoltre, la coda minuscola ed il corpo rigido gli permette di fendere l’acqua facilmente. Le piume corte e piatte li aiutano a scivolare nelle onde. Entrando in acqua il pinguino chiude bene becco e narici, ma mantiene gli occhi aperti. Per uscire dall’acqua accelera, schizzando fuori come un fuso, atterrando in piedi. Può anche servirsi delle zampe artigliate per arrampicarsi sulla banchisa. A terra, sulle distese gelate, può spostarsi scivolando sull’addome, aiutandosi con le ali ed i piedi. Crédits photos : Océanopolis Nell’emisfero australe, alcuni uccelli non volano, anzi, si servono delle loro ali per nuotare: si tratta dei pinguini. Strategie alimentari La maggior parte delle specie di pinguini si nutre nei pressi della superficie dell’acqua, principalmente di piccoli pesci e di gamberetti planctonici. I pinguini possono cacciare in gruppo seguendo i banchi di pesce e ingoiando direttamente le loro prede. Le specie di maggiori dimensioni si immergono a maggiori profondità per trovare il cibo. Il pinguino papua può scendere a 100m, il pinguino imperatore fino a 250m. I pinguini nuotano a velocità sostenute (da 10 a 15km all’ora). Metodi di comunicazione Nei pinguini il canto viene utilizzato come sistema di riconoscimento. È differente da un individuo ad un altro. Nella coppia il canto permette ai due uccelli di non perdere il contatto, sia in terra che in mare. Questo riconoscimento vocale è molto importante per i pinguini imperatore, che formano colonie di decine di milioni di individui. Non costruendo nidi, né marcando il territorio, il canto è l’unico metodo che hanno i genitori per riconoscere i pulcini. L’acidificazione degli oceani Effetto perverso dell’era industriale, l’aumento di anidride carbonica rilasciata nell’atmosfera, influisce non solo sul cambiamento climatico, ma anche, e si comincia solo ora a capirne la gravità, sulla chimica degli oceani. L’acqua di mare diventa più acida (diminuisce il pH) ad una velocità e con delle proporzioni allarmanti. James Orr, direttore delle ricerche al CEA, e Jean-Pierre Gattuso, direttore delle ricerche al CNR, membro di EUR-OCEANS, affermano che nei prossimi 50 anni, l’acidificazione degli oceani avrà inevitabilmente alterato la crescita, la riproduzione e la sopravvivenza di alcuni organismi della fauna e della flora acquatica. L’unica possibile reazione ad oggi è la sensibilizzazione dell’opinione pubblica, dei governi e la responsabilizzazione di tutta la popolazione mondiale. Un obbiettivo confermato dagli scienziati della rete d’eccellenza EUR-OCEANS. Gli oceani coprono i due terzi del nostro pianeta, salvaguardando una biodiversità incredibile e fornendo risorse inestimabili alla nostra società. Giocano inoltre un ruolo essenziale nella regolazione del clima e dei cicli biogeochimici per la capacità di assorbire l’anidride carbonica atmosferica. L’impatto dell’acidificazione oceanica: una scoperta recente L’evidenza degli effetti dell’acidificazione degli oceani sugli organismi e sugli ecosistemi marini è una consapevolezza recente. Le prime esperienze sono state realizzate nel 1985, su delle alghe calcaree, da Agegian e Mackenzie, ricercatori all’Università delle Hawaii. Nel 1998, Jean-Pierre Gattuso, allora al Centro Scientifico di Monaco, ed i suoi collaboratori, ottengono i primi risultati su dei coralli tropicali. Si è scoperto che la produzione di calcare degli organismi marini diminuisce dal 20 al 50% nelle condizioni di acidità degli oceani Crédits photos : AWI L’acidificazione degli oceani: una nuova posta in gioco Pt e r o p o d e che si ipotizzano nel 2100. A ciò va aggiunto una constatazione ancora più preoccupante: si può prevedere che tra 20-50 anni l’acqua delle regioni più fredde del pianeta sarà corrosiva per l’aragonite, una varietà di carbonato di calcio utilizzata da numerosi organismi per produrre lo scheletro esterno. Un cambiamento d’una rapidità folgorante Nel corso degli ultimi 200 anni, che corrispondono alla nascita ed allo sviluppo dell’era industriale, gli oceani hanno assorbito circa la metà dell’anidride carbonica rilasciata dalla combustione dei carburanti fossili: carbone, gas naturale, petrolio per 120 miliardi di tonnellate! Di conseguenza, il pH dell’acqua è sceso di 0,1 unità nel corso del XX secolo. Nel 2006 ogni giorno più di 25 milioni di tonnellate di anidride carbonica si sono combinate con l’acqua di mare. L’aumento delle emissioni di CO2 atmosferica segue una curva esponenziale. Così, Crédits photos : Océanopolis durante il prossimo secolo, l’acidificazione rischia di proseguire ad una velocità circa mille volte superiore a tutte le variazioni naturali da almeno 600 mila di anni, dal periodo di transizione tra le ere glaciali (freddo) ed interglaciale (caldo). Certezze ed incertezze Se, come sembrano indicare le tendenze attuali, la produzione di CO2 dovuta alle attività antropiche continuerà ad aumentare, il pH delle acque superficiali oceaniche potrebbe diminuire, da qui a fine secolo, di 0,5 unità. Si tratterebbe del pH più basso mai registrato da milioni di anni a questa parte. Questo cambiamento nella chimica degli oceani è quantificabile e prevedibile. Le conseguenze dell’acidificazione sugli organismi marini sono ancora poco conosciute. In ogni caso, dai primi studi sperimentali emerge la realtà di una minaccia per la sopravvivenza di alcune specie. Gli scienziati sottolineano l’urgenza di ampliare le ricerche. L’acidificazione degli oceani è un processo irreversibile sulla scala delle nostre vite, poiché ci vorranno decine di migliaia di anni per tornare ad una chimica degli oceani identica a quella precedente agli ultimi 200 anni. Così come l’ampiezza del fenomeno, che varia a seconda delle zone geografiche, è difficile stimare anche l’impatto sugli organismi marini e sugli ecosistemi. Tuttavia gli scienziati dispongono già di alcune prove evidenti: `` L’acidificazione comporta la diminuzione degli ioni carbonato, elementi necessari per la costruzione dello scheletro e della conchiglia di numerosi organismi marini, detti calcarei. Alcune previsioni basate su modelli matematici suggeriscono che nei prossimi 50 anni le acque superficiali dell’Oceano Australe saranno corrosive per una forma di calcare chiamata “aragonite”, che costituisce la conchiglia degli Pteropodi. Queste piccole lumache planctoniche, presenti massivamente nelle acque polari del pianeta rischiano quindi di scomparire. Tuttavia, sono alla base dell’alimentazione di numerose specie dello zooplankton, delle balene, ma anche di pesci commerciali come il salmone. Inoltre, ciò potrebbe portare ad una perdita importante di biodiversità. `` Nei prossimi 100 anni l’acidificazione influenzerà il processo di calcificazione che permette agli organismi come il corallo, i molluschi ed il fitoplancton calcareo di produrre il proprio scheletro esterno o la conchiglia. I coralli tropicali e sub-tropicali saranno quelli maggiormente danneggiati, nuocendo alla stabilità ed alla longevità delle scogliere coralline e mettendo in pericolo i numerosi organismi e le popolazioni umane che ne dipendono. I coralli delle acque fredde, il cui studio è recente, saranno ugualmente minacciati. Le conseguenze a lungo termine sull’insieme degli organismi e degli ecosistemi marini rimangono comunque difficili da predire. Come reagiscono le specie non ancora studiate all’acidificazione del loro ambiente? Potranno adattarsi all’inevitabile cambiamento in atto? Quale sarà l’interazione con gli altri fattori, per esempio l’innalzamento della temperatura degli oceani? Molte sono le incognite a cui gli scienziati tentano di rispondere.. Urgente: stabilizzare, se non ridurre, il tasso di emissione di CO2 atmosferica Di fronte all’ampiezza di questo problema, dovuto principalmente all’industrializzazione, solo l’uomo è in grado di frenare o invertire il processo, attraverso la diminuzione di emissioni di anidride carbonica nell’atmosfera. James Orr: “delle numerose soluzioni parziali che esistono già per ridurre le nostre emissioni di CO2, ciò che manca è la volontà, sia da parte nostra che dei leader politici. Se ciascuno di noi cominciasse a riflettere sulle emissioni di anidride carbonica (11 kg al giorno pro capite, di cui 4 kg assorbiti dall’oceano) ed alla maniera di ridurle, sarebbe già un buon inizio”. Calcidiscus (condizione sperimentale che simula il livello attuale di pressione parziale di CO2) i La rete di acquari/musei europei di EUR-OCEANS prosegue nello sforzo per sensibilizzare il grande pubblico, rivolgendosi soprattutto ai bambini e agli adolescenti, cittadini del futuro. Una delle chiavi della presa di coscienza è rappresentata dall’informazione. Al fine di facilitare gli scambi tra gli scienziati ed il grande pubblico, la rete EUR-OCEANS ha già sviluppato un certo numero di iniziative, come la realizzazione di un sito Web, un programma educativo destinato alle scuole, conferenze on-line, ecc… Crédits photos : U. Riebesell IFM-GEOMAR L’acidificazione degli Oceani (2) Le iniziative per informare e sensibilizzare il grande pubblico Calcidiscus (condizione sperimentale che simula il livello di pressione parziale di CO2 prevista per il 21oo) Corrente del Golfo: la caduta di un mito? È generalmente sostenuto che il carattere temperato del clima dell’Europa occidentale è dovuto alla mitezza apportata dalla Corrente del Golfo. Questa informazione è assai diffusa, nei libri di geografia, nelle guide turistiche, nelle enciclopedie… Secondo lavori scientifici recenti, sembra che la Corrente del Golfo diminuisca sotto l’effetto del cambiamento climatico globale. Alcuni ne predicono l’arresto, con il conseguente arrivo di una nuova era glaciale sull’Europa occidentale… Tuttavia, altri lavori scientifici ridimensionano il ruolo della Corrente del Golfo nel trasferimento di calore dal Sud al Nord. In queste circostanze, un rallentamento della Corrente del Golfo non sortirebbe l’effetto catastrofico previsto da qualcuno. Qual è la vera importanza della Corrente del Golfo sul clima europeo? Cosa succede nell’Atlantico del Nord in un contesto di surriscaldamento globale? Quali sono e quali saranno gli impatti sugli ecosistemi marini alla fine del XXI secolo? La vera influenza della Corrente del Golfo: la prime osservazioni Gli amerindi conoscevano probabilmente la Corrente del Golfo molto prima della scoperta dell’America. I primi cenni si hanno nel 1513, quando il navigatore spagnolo Ponce de Leon constatò che un’importante corrente d’acqua calda proveniente dal Mare delle Antille spingeva le navi al largo della Florida. Occorre attendere il 1770 quando Benjamin Franklin, che cercava di ridurre i tempi di trasporto della corrispondenza con la Gran Bretagna, realizzò il primo studio approfondito ed una cartografia dettagliata della Corrente del Golfo. Crédits photos : Océanopolis Cambiamenti climatici nell’Atlantico del Nord nel XXI secolo: quale è la vera importanza della Corrente del Golfo per il clima in Europa? Nel 1885, il tenente della marina americana Matthew Fontane Maury pubblica “Geografia Fisica del mare e sua meteorologia”. In questa prima grande opera di oceanografia, l’autore sottolinea il ruolo essenziale della Corrente del Golfo sulla regolazione della temperatura invernale dell’Europa dell’Ovest, considerandola la sola responsabile delle condizioni climatiche particolarmente miti in Europa, comparate a quelle della costa Est del Canada. Ancora oggi, questa affermazione ha ampio seguito, e per molti non potrebbe essere altrimenti. Sotto il prisma dei cambiamenti climatici Il surriscaldamento climatico è associato ad un aumento importante degli apporti di acqua dolce nelle zone artiche: sia a causa dello scioglimento dei ghiacci, che a causa dell’intensificarsi delle precipitazioni. Le acque dell’Atlantico del Nord mostrano degli aumenti di temperatura, mentre la salinità è sensibilmente diminuita negli ultimi decenni. Tutte queste modificazioni possono avere delle conseguenze sui movimenti delle acque oceaniche, per questo occorre conoscerne il ruolo essenziale nella regolazione del clima. Numerose domande si pongono ad oggi: i fenomeni regionali avranno un impatto maggiore sulla Corrente del Golfo e sulle correnti dell’Atlantico del Nord? Ciò può veramente cambiare il clima europeo? Se sì, come? La caduta di un mito? Perché l’era glaciale non è possibile Se la Corrente del Golfo ed il suo prolungamento, la corrente Nord-atlantica, trasportano effettivamente delle acque calde verso le nostre alte latitudini, recenti lavori scientifici considerano relativo il ruolo della Corrente nel trasporto di calore dal Sud verso il Nord. In effetti, nella fascia di latitudine compresa tra i 40° ed i 60° N, sono i venti che assicurano l’80% del trasferimento di calore, a fronte del 20% derivante dalle correnti sottomarine (Corrente del Golfo e ramificazioni). Il rallentamento della Corrente del Golfo non avrà dunque le conseguenze catastrofiche predette da alcuni. Lo sviluppo della ricerca nell’Oceanografia e nella Climatologia ha aiutato a quantificare l’azione della Corrente del Golfo sul clima. Grazie a delle simulazioni informatiche, basate sulle misure effettuate nell’oceano negli ultimi 50 anni e sulle informazioni satellitari, gruppi di studiosi europei ed americani hanno messo in evidenza i tre fenomeni responsabili della mitezza invernale della costa atlantica dell’Europa del Nord Ovest. `` La corrente calda del Nord Atlantico (prolungamento della Corrente del Golfo): percorrendo le alte latitudini, trasferisce energia termica all’atmosfera. `` La circolazione generale dei venti al di sopra dell’Atlantico. In Inverno i venti dell’Ovest dominanti, provenienti dagli Stati Uniti, attraversano l’Atlantico apportando sul nostro continente aria oceanica molto più mite dell’aria continentale `` La cessione durante l’Inverno del calore accumulato dall’oceano durante l’estate.. Quale clima per il XXI secolo? La tendenza generale è un riscaldamento in tutta l’Europa occidentale. Anche se la Corrente del Golfo dovesse rallentare, e dunque veicolare meno calore, questo non compenserebbe il surriscaldamento globale delle correnti atmosferiche, responsabili all’80% dei trasferimenti di calore. L’effetto, al massimo, potrebbe allungarne i tempi. Martin Visbeck, ricercatore dell’IFM-GEOMAR di Kiel (Germania) sostiene: ”… Malgrado tutto dovremo confrontarci con un clima più caldo. I modelli attuali suggeriscono che gli effetti potrebbero al massimo annullarsi, e non ci saranno mai dei raffreddamenti drammatici in Europa”. I modelli prevedono un riscaldamento di appena qualche grado, molto inferiori a quelli previsti in altre regioni del pianeta. Occorre fare tuttavia una distinzione per l’Europa del Nord, in particolar modo per l’Artico e la Norvegia. Al di la del 60°N: “se la Corrente del Golfo rallentasse molto, sarebbe possibile registrare un leggero avanzamento del ghiaccio, ma non ne siamo sicuri al 100%”, confida Martin Visbeck. La vera influenza della Corrente del Golfo si esprimerà nell’oceano: “una riduzione della Corrente del Golfo avrà una influenza sul livello del mare... È attendibile un innalzamento dell’acqua di circa 50 cm, che avrebbe per noi conseguenze notevoli”. Modelli, previsioni ed incertezzes L’oceano mostra delle variazioni naturali. La sfida per gli scienziati è di essere capaci a stabilire la differenza tra ciò che è dovuto alle oscillazioni naturali del sistema ed i cambiamenti più sensibili previsti per i prossimi 50 o 100 anni. Al fine di spiegare l’evoluzione e le interazioni tra l’oceano e l’atmosfera, gli scienziati beneficiano al giorno d’oggi di una grande varietà di utili strumenti: satelliti, navi commerciali, battelli di ricerca, dispositivi sottomarini robotizzati e non, ormeggi e punti fissi di osservazione. Al giorno d’oggi è cruciale intensificare lo sforzo di osservazione sull’oceano e sui suoi cambiamenti durante lunghi periodi di tempo. “Per comprendere i cambiamenti, dobbiamo regolare i nostri sistemi di osservazione su scale temporali appropriate… osservare le cose con una buona frequenza” dichiara Richard Lampitt, ricercatore del National Oceanographic Center di Southampton (GB). Queste osservazioni permetterebbero di mettere in evidenza delle variazioni importanti nelle tendenze, ma sarebbero soprattutto la base per modelli matematici mirati a realizzare previsioni climatiche. Le certezze di oggi: i cambiamenti all’interno degli ecosistemis Se le previsioni per il futuro comportano sempre un certo grado di incertezza, è interessante osservare come al giorno d’oggi, grazie ad azioni a lungo termine, si possano percepire le modificazioni nell’ecosistema del Mare del Nord. Il plancton, indicatore della salute dell’oceano Corrente del Golfo: la caduta di un mito? (2) Dal 1931 viene monitorato il plancton marino attraverso tutto l’Atlantico grazie ad un sistema rimorchiato da diverse navi: si tratta del “Continuos Plankton Recorder”, messo a punto nel 1929 da sir Alistar Hardy. I dati, raccolti ed utilizzati a Plymouth da più di 70 anni, hanno recentemente permesso di identificare una maggiore riorganizzazione nella diversità dello zooplancton negli ultimi dieci anni. Certe specie caratteristiche delle acque calde progrediscono verso Nord, mentre altre, proprie delle acque fredde, diminuiscono. È possibile misurare già da ora le conseguenze di queste migrazioni, specialmente sul merluzzo. Grégory Beaugrand, ricercatore al laboratorio Ecosistemi Litorali e Costieri (ELICO, CNRS di Wimereux): “i cambiamenti nella composizione di plancton hanno profondamente influenzato il merluzzo del Nord. Ci sono prede di taglia più piccola: il plancton giunge in un momento in cui la specie non ne ha più bisogno… questi sconvolgimenti sono sfavorevoli alla sopravvivenza delle larve di merluzzo. Se a ciò si aggiungono gli effetti del sovrasfruttamento da parte dell’industria ittica, si assiste ad una riduzione degli esemplari di merluzzo nei mari del Nord”. Secondo Grégory Beaugrand “l’ecosistema dovrà necessariamente adattarsi ad un regime termico più caldo”. Privilegiare un approccio globale dei cambiamenti climatici Nessun iceberg al largo della Spagna, nessuna noce di cocco in Bretagna… Lontano dagli scenari drammatici annunciati da varie fonti, la prima conseguenza, spesso ignorata, di un eventuale rallentamento della Corrente del Golfo e dei suoi prolungamenti, è legata ad una diminuzione della capacità dell’oceano di assorbire le grandi quantità di CO2 rilasciate in maniera costante nell’atmosfera. “Penso occorra avere una visione globale di ciò che sta per capitare al Pianeta. Come si manifesterà il clima, non solo su scala regionale, ma da un punto di vista globale… si tratta di qualcosa che ci preoccupa e che stiamo cercando di comprendere meglio. La sfida è di comprendere e di identificare i cambiamenti in un mondo soggetto al surriscaldamento e di non avere una visione focalizzata solo sull’Europa. Dopotutto, siamo coinvolti nei cambiamenti globali, su scala mondiale. Siamo molto interessati dall’aridità in Cina, dall’attività degli uragani ai tropici o dalle malattie in India. Tutti questi effetti saranno percepiti in Europa anche se non vi hanno avuto origine” conclude Martin Visbeck (ricercatore all’IFM-GEOMAR, Kiel, Germania). Per saperne di più `` Dalla Corrente del Golfo alla Deriva Nord Atlantica Grande corrente oceanica calda Nord atlantica, la Corrente del Golfo si forma nel Mare dei Carabi, nel Golfo del Messico, per l’unione di tre altre correnti: della Florida, Cubana e Nord Equatoriale. Al largo della Florida misura da 80 a 150km di larghezza e da 800 a 1200 m di profondità. Le acque superficiali raggiungono dai 30° ai 35°C e la sua velocità varia da 1,2 a 2,7m/s. Si stima che la sua portata ammonti a 85 m3/s. Lambisce le coste americane verso Nord, poi a Sud di Terranova viene raggiunta dalla corrente fredda del Labrador, che la rallenta (8 km al giorno) e la raffredda (25° C). Sotto questa influenza, cambia direzione verso il Nord-Est attraverso l’Atlantico. Si parla allora di “Deriva Nord Atlantica”. In prossimità dell’Europa la corrente si ramifica a Nord verso l’Islanda, a Sud verso le Azzorre in direzione delle Canarie. La Deriva Nord Atlantica fa parte del grande insieme circolatorio delle correnti oceaniche (“conveyor belt”, “nastro trasportatore n.d.t) sovente paragonato ad un “tapis roulant”. Le Crédits photos : Océanopolis acque della superficie, riscaldate ai tropici, si dirigono verso l’Atlantico del Nord, mentre le acque raffreddate “affondano” e circolano in profondità in direzione dell’equatore. `` Il motore della circolazione oceanica: l’immersione delle acque profonde, meccanismo minacciato Durante il tragitto verso le regioni polari, le acque superficiali della Corrente Nord Atlantica trasferiscono il loro calore all’atmosfera con l’evaporazione e si raffreddano. Quando l’oceano gela alle alte latitudini, la formazione di ghiaccio di mare libera un eccesso di sali. Le acque fredde, sotto ai ghiacci, diventano allora più salate, più dense e quindi più pesanti, affondando a più di 3km di profondità lungo specifici ”percorsi di convezione”. `` Un fenomeno simultaneamente: cruciale ha luogo Inabissandosi nelle profondità, queste acque portano con loro il 50% dell’anidride carbonica assorbita dall’oceano; la CO2, grazie a questo processo, può rimanere intrappolata in fondo all’oceano per diverse centinaia d’anni… In un contesto di surriscaldamento globale, lo scioglimento dei ghiacci, per l’apporto di acqua dolce che implica, può diminuire la salinità e dunque la densità dell’acqua, rendendone più difficile l’affondamento. Ciò può diminuire la portata delle correnti di superficie che alimentano la circolazione nell’Atlantico del Nord, con ripercussioni su tutta la circolazione oceanica. Inoltre, lo stoccaggio di anidride carbonica in profondità tenderebbe a diminuire. La CO2 rimanendo nell’atmosfera, porterebbe un aumento del tasso di acidificazione degli oceani. Le risorse degli oceani diminuiscono pericolosamente sotto l’effetto della pesca eccessiva, dell’inquinamento e del riscaldamento climatico. Questa diminuzione è particolarmente preoccupante nei Paesi del Sud, dove la pesca, fonte di sostentamento per milioni di persone, ha una maggiore importanza in termini di sicurezza alimentare. In questo contesto deve giocare un ruolo essenziale la ricerca scientifica. E’ un impegno prioritario per gli scienziati cercare di quantificare meglio gli effetti della pesca sugli ecosistemi. In questo campo esistono, infatti, ancora numerose lacune, poiché solo recentemente si è fatto uno sforzo di ricerca sul funzionamento degli ecosistemi nel loro insieme. Un miliardo di persone nel mondo dipendono dai pesci A livello mondiale, circa un miliardo di persone dipendono dai pesci come principale fonte di proteine animali. Dopo gli anni sessanta, la disponibilità di pesci e di prodotti ittici per abitante è praticamente raddoppiata (il consumo medio alla fine degli anni novanta è di 16 chili pro capite all’anno), così come la velocità di crescita demografica, praticamente raddoppiata nello stesso periodo. Nei Paesi a debole sviluppo e con deficit economico, dove il consumo attuale di prodotti ittici è prossimo alla metà di quello dei Paesi più ricchi, il contributo del pesce all’apporto totale di proteine animali è considerevole, vicino al 20%. In certi Paesi insulari o costieri, a forte densità di popolazione, le proteine di pesce contribuiscono in modo decisivo al regime alimentare, fornendo una percentuale di almeno il 50% del totale proteico ( Bangladesh, Corea del Nord, Ghana, Guinea, Indonesia, Giappone, Senegal ecc). Pesca al tonno nell'Oceano Atlantico Dalle annate di “pesca miracolosa” all’esaurimento degli stocks Sebbene nel secolo scorso gli oceani siano stati considerati inesauribili, oggi molti dei luoghi di pesca presentano segni di sofferenza. Una breve storia della pesca permette di misurare l’ampiezza del problema. Gli anni cinquanta hanno segnato l’inizio di una crescita molto rapida dell’attività di pesca. Durante gli anni cinquanta e sessanta, l’enorme accrescimento globale dello sforzo e della pressione di pesca sono stati accompagnati da un aumento delle catture così rapidamente che la loro tendenza eccedeva la crescita della popolazione umana. Nello spazio di due decenni la produzione mondiale di pesce di cattura marina e continentale è stata moltiplicata per tre, passando così da 18 milioni di tonnellate nel 1950 a 56 milioni di tonnellate nel 1969. Fu durante questi anni di “pesca miracolosa” che le risorse marine furono percepite come inesauribili. Nel corso degli anni settanta e ottanta il tasso medio di accrescimento è crollato al 2% per anno e si è ridotto praticamente a zero durante e dopo gli anni novanta, sebbene il numero dei pescherecci e la loro efficacia abbiano continuato ad aumentare. Che i pescatori esercitino la loro attività nell’emisfero nord o nelle acque tropicali, che si tratti di pesca industriale o artigianale, sia localmente che globalmente, la costante è la stessa: la pesca mondiale sembra aver raggiunto il massimo potenziale di cattura, e poiché tre quarti della popolazione di pesci è attualmente sfruttata o sovrasfruttata, probabilmente non si registreranno importanti aumenti di catture totali nel futuro. Crédits photos : © IRD/Christophe Peignon Ecosistemi marini: verso una pesca responsabile e durevole Il ritorno allo stato iniziale è poco probabile Il problema non è soltanto quello del ristagno delle catture nella pesca. Queste rischiano probabilmente di precipitare nel futuro, per la velocità e l’intensità di sfruttamento su scala mondiale, lasciando poche speranze al rinnovo delle risorse. Una delle grandi idee, risaputa da tempo, è quella del recupero delle popolazioni di pesci che si sono esaurite. La teoria della pesca sostiene che la diminuzione o l’arresto della pesca possa consentire agli stock ittici di ricostituirsi più o meno rapidamente, avendo le diverse specie forti potenziali di accrescimento. Tuttavia, numerose osservazioni contraddicono questa idea. Solamente il 7% delle popolazioni che si sono esaurite hanno avuto un effettivo recupero di esemplari nella generazione successiva. Famoso è l’esempio del merluzzo di Terranova: malgrado l’arresto della pesca dovuto all’esaurimento degli stock nel 1992, il livello di biomassa è ancora diminuito rispetto a 20 anni fa e non è stato constatato alcun recupero. Numerosi ricercatori sono ormai d’accordo nel riconoscere la debole capacità di recupero delle popolazioni marine (ritorno ad uno stato iniziale di assenza di impoverimento o di scarso depauperamento). Il sovrasfruttamento degli stock da parte della pesca appare come principale causa passata e presente dello stravolgimento osservato negli ecosistemi marini. Altri fattori quali l’inquinamento, la distruzione degli habitat, l’introduzione di nuove specie o il cambiamento climatico modificano ugualmente gli ecosistemi marini e il loro impatto può sovrapporsi o combinarsi con quello dello sfruttamentodelle risorse ittiche. Nuovi scenari appaiono dove le attività umane generano cambiamenti difficilmente gestibili. Le conseguenze della pesca sull’insieme degli ecosistemi marini La pesca ha dunque un impatto consistente sulle specie che ne sono bersaglio Tuttavia, non bisogna sottovalutare gli effetti diretti e indiretti sugli altri componenti dell’ecosistema. Nel suo insieme, tutto l’ecosistema marino è coinvolto dalle conseguenze delle attività di pesca commerciale. Alcuni sistemi di pesca hanno degli effetti diretti sull’habitat delle specie marine, sia per le specie pescate che per quelle che non lo sono. La pesca con la sciabica contribuisce, per esempio, alla distruzione dell’ambiente di fondale. Annualmente, la superficie sfruttata dalle sciabiche è stimata nella metà della superficie della piattaforma continentale. Quest’area è pari a 150 volte la superficie terrestre annualmente disboscata e dà l’idea dell’ampiezza dell’impatto sulle numerose specie sedentarie. La pesca ha effetti anche sulle specie non bersaglio di cattura. I pescatori scelgono generalmente delle specie di interesse commerciale con l’aiuto di strumenti selettivi o sfruttando ambienti e stagioni adatte. Tuttavia la selezione è lontana dall’essere perfetta. Le specie accessoriecatturate e rigettate in mare (perchè senza o con scarso interesse commerciale) è molto elevata e corrisponde a 27 milioni di tonnellate su un totale di cattura mondiale di 85 milioni di tonnellate (cioè circa il 30% delle catture dichiarate). La commissione baleniera internazionale stima tra 65.000 e 80.000 il numero di delfini e altri mammiferi marini che muoiono ogni anno per questi motivi. Circa 40.000 tartarughe marine in pericolo o minacciate di estinzione sono prese nelle reti o in altri strumenti di pesca non selettivi. Un altro esempio significativo, ma non isolato, è quello di pescatori di gamberi o granchi che prelevano un volume di pesci privi di interesse commerciale pari a circa tre-dieci volte quello del loro bersaglio di pesca. Per un chilo di gamberetti pescati, vengono così rigettati in mare in media da tre a dieci chili di pescato diverso! Queste pratiche di sfruttamento delle risorse marine sono sempre più condannabili in un contesto di principio di gestione sostenibile. Il mondo della pesca si appresta oggi a correggere abitudini e tecniche di prelievo delle risorse che non appaiono più adatte alle esigenze di conservazione. Una diminuzione inquietante della taglia dei pesci Un’evoluzione qualitativa essenziale dello sbarcato mostra gli effetti indiretti che può generare la pesca sull’insieme dell’ecosistema: i pesci di piccola taglia e situati all’inizio della catena trofica costituiscono una parte crescente delle catture. Si pescano sempre più sardine, Ecosistemi marini: verso una pesca responsabile e durevole (2) acciughe, aringhe e altri piccoli pesci pelagici e sempre meno cernie, halibut, merluzzi,ecc. Questo fenomeno non è legato ad un cambiamento di specie bersaglio da parte dei pescatori bensì al contrario. I pescatori, infatti, mirano più frequentemente ai pesci carnivori di grande taglia, situati in cima alla catena trofica perché questi hanno un valore elevato commerciale. In Canada, dove il merluzzo sembra essere sparito, l’ecosistema è oggi dominato da pesci pelagici e da altre specie situate più in basso nella catena alimentare, specialmente gamberetti e granchi. Qualche decennio fa si potevano ancora pescare halibut di tre metri e merluzzi di due metri, mentre oggi la loro taglia sorpassa raramente il metro. La diminuzione di taglia dei pesci catturati è uno dei sintomi chiari del sovrasfruttamento generalizzato degli stocks ittici, soprattutto dei più grandi. Il mondo scientifico comincia a quantificare l’ampiezza di questo fenomeno. La conoscenza del funzionamento dell’ambiente marino, anche se incompleta, lascia presagire che la massiccia diminuzione di queste specie predatrici, avrà conseguenze importanti sull’insieme dell’ecosistema marino stesso, capovolgendo la sua struttura e il suo funzionamento. Dominato da specie di piccola taglia e a vita breve, gli ecosistemi diverranno molto più sensibili alle variazioni ambientali e climatiche. Dinamica dei sistemi di cattura La pesca è un sistema di cattura di risorse rinnovabili con una dinamica globale nata da interazione fra componente umana, sociale e naturale. La dinamica della cattura può essere studiata congiuntamente con quella delle risorse catturate. Questi studi sono indispensabili per lo sviluppo dei modelli di gestione della pesca. Sono particolarmente importanti nel caso della pesca tropicale, specialmente a livello artigianale, in cui le unità di pesca possono adattare la propria attività a condizioni molto variabili di accesso ai diversi componenti dell’ecosistema nel quale svolgono le catture. In questo caso l’impatto dell’attività di pesca è condizionato da una variabilità decisa dai pescatori. E’ necessario analizzare bene questa variabilità per tenerne conto nella valutazione delle risorse, ma questa variabilità deve anche, e forse soprattutto, essere particolarmente approfondita, poiché dipende dalla adattabilità dei pescatori e a questo titolo può essere una risorsa di sostenibilità dei sistemi di sfruttamento. Ciò conduce alla regolamentazione dello sfruttamento alieutico, un’attività disciplinata da regole alle quali ci si conforma, risultante da interazioni di un numero importante di parti significative (pescatori, consumatori, autorità governative, organizzazioni non governative, organismi di ricerca…). Le ricerche su questo argomento sono condotte in contesti di interdisciplinarità che associano scienze umane, scienze della natura e scienza dei modelli. Verso una pesca responsabile e duratura Il est urgent de mettre en place des mesures de gestion E’ urgente mettere in atto misure di gestione che tengano in considerazione gli impatti della pesca sul funzionamento degli ecosistemi. L’attuale pratica della pesca, troppo sovente gravata di una visione a breve termine di rendita economica, ipotecano non solamente l’avvenire di popolazioni ed ecosistemi marini, ma anche quello del settore della pesca a medio termine. In un obiettivo di rallentamento precauzionale e in un sincero sforzo di costruzione della pesca di domani, la FAO (Organizzazione delle Nazioni Unite Crédits photos : © IRD/Christophe Peignon Pesca al tonno nell’Oceano Atlantico per l’Alimentazione e l’Agricoltura) ha gettato le basi per un “Approccio ecosistemico alla pesca”. Stabilendo nel 1995 il codice di condotta per la pesca responsabile, si creò una dimensione nuova con il principio di precauzione applicato alla pesca, in un tentativo di conciliare conservazione e prelievo. Non si tratta di rifiutare l’attività di pesca in quanto tale, ma di responsabilizzare i pescatori a decisioni compatibili con il corretto prelievo delle risorse marine rinnovabili. Le attività di prelievo non sono più considerate come isolate dal proprio contesto di ecosistema. La dichiarazione di Reykjavik del 2001, in seguito ratificata durante il summit mondiale sullo Sviluppo Sostenibile tenuto a Johannesburg nel 2002, domanda agli stati di basare la loro politica di prelievo delle risorse marine su basi di analisi degli ecosistemi. Sono ormai fissati un quadro internazionale ed una agenda per i quali esistono obbiettivi di conservazione e prelievo. Per gli scienziati, uno degli impegni è quantificare meglio gli effetti della pesca sugli ecosistemi. Numerose lacune esistono ancora su questo argomento, poiché solo recentemente si è fatto uno sforzo di ricerca sul funzionamento degli ecosistemi nel loro insieme. Una via di indagine possibile è di elaborare e proporre indicatori ecosistemici dei pesci con l’obiettivo di stabilire un veritiero modello di salute degli ecosistemi marini e anche di migliorare la comunicazione delle conoscenze scientifiche alle sfere decisionali della gestione della pesca. L’utilizzazione di questi indicatori è stata discussa in un simposio internazionale, nell’Aprile del 2004 presso l’UNESCO a Parigi, che ha riunito più di 250 ricercatori di 53 paesi. Questa conferenza ha permesso di fare un bilancio di conoscenze sull’argomento e di gettare le basi per ricerche future da affrontare al fine di migliorare la diagnosi dello stato di salute degli ecosistemi marini mondiali. Resta da stabilire se i governanti integreranno la responsabilizzazione dei pescatori, proposta dalla FAO nella loro legislazione. Infatti una gestione responsabile e precauzionale della pesca è un minimo requisito per assicurare la sopravvivenza delle risorse e del loro sfruttamento. Se priva di risorse, la pesca marittima non vuole diventare una attività ludica al pari della caccia, occorrerà ridurre il numero delle imbarcazioni e la loro attività, ricostruire i numerosi stocks di pesci che si sono depauperati e riconciliare conservazione e prelievo, cioè rendere la pesca più rispettosa dell’ ambiente. Il centro di ricerche per la pesca mediterranea e tropicale Creato nel 2001 il C.R.H. (Centro di Ricerche Alieutiche mediterranee e tropicali) di Sète è una struttura che associa l’Ifremer, l’IRD e l’Università Montpellier II. Specializzato sull’ambiente marino mediterraneo e tropicale e le loro risorse di pesca, il CRH sviluppa ricerche integrate pluridisciplinari per un approccio ecosistemico della pesca in un contesto di cambiamento climatico globale e di sovrasfruttamento. Le tematiche affrontate e le competenze sono l’ecologia marina, i modelli accoppiati fisico/biogeochimici/risorse alieutiche, le interazioni trofiche, la dinamica delle popolazioni pescate e dei pescherecci, la diminuzione degli stock, le tecnologie di pesca, i sistemi di informazione, gli indicatori e gli isotopi stabili. Progetto pilota del CRH, l’Ecoscope è un centro di conoscenza sugli ecosistemi marini sfruttati. Ha vocazione a capitalizzare, articolare e diffondere le conoscenze acquisite dai diversi programmi di ricerca passati, presenti e futuri, riguardanti gli ecosistemi marini mediterranei e tropicali, permettendo di avere accesso ai dati, agli strumenti, ai metodi ed alle capacità di ciascun ecosistema per rispondere alle domande poste dai pescatori per un approccio ecosistemico alla pesca. L’Ecoscopio non è solamente destinato ai ricercatori e ai partners del CRH, ma anche alla diffusione presso gli addetti ai lavori ed ai giovani. A cura di Philippe Cury [[email protected]] e Yunne Shin [[email protected]] Gli ecosistemi tropicali pelagici Nel corso degli ultimi trent’anni il dominio pelagico (alto mare) è diventato uno dei maggiori oggetti di studio della comunità oceanografica mondiale. un considerevole sforzo di integrazione delle conoscenze fisiche geochimiche e biologiche è stato compiuto recentemente per lo sviluppo dei sistemi trasmessi dai satelliti o effettuate in situ e lo sviluppo parallelo dei modelli che accoppiano il clima, la fisica dell’oceano, la geochimica e la biologia. L’importanza di queste ricerche oceaniche sul futuro delle società umane, sono concrete. Da una parte l’oceano gioca il ruolo di regolatore del clima del Pianeta, intervenendo in primo piano negli scenari di cambiamento climatico, le cui conseguenze possono essere disastrose per certe popolazioni costiere o insulari. D’altra parte, le risorse viventi che lo popolano sono state sfruttate in maniere crescente dalla metà del secolo ventesimo. Prima della seconda guerra mondiale le sole specie pelagiche d’altura sfruttate si limitavano ai grandi cetacei e gli stock di tonni erano ancora alla stato vergine. Successivamente, flotte industriali di palangari e sciabiche si sono sparse per tutti gli oceani e le catture di tonnidi superano ora i cinque milioni di tonnellate. Questo sviluppo si spiega con il fatto che i tonni sono una risorsa ad alto valore commerciale, sostenuto da mercati mondiali in crescita. Nonostante la taglia degli stocks sia molto diminuita i rendimenti sono probabilmente stabilizzati dagli strumenti tecnologici sempre più efficaci. A fronte di un sempre maggiore sfruttamento dei predatori, cosa si rischia, a medio termine, a livello di pesca e di ecosistemi? Valutare l’impatto della pesca sul futuro di queste risorse, e più ampiamente sulla struttura e il funzionamento degli ecosistemi pelagici, è dunque un obiettivo importante. Le ricerche dell’IRD e dei suoi partner si rivolgono agli ecosistemi di Altomare e alla pesca di tonni tropicale. Nonostante gli ecosistemi siano considerati nella loro integralità, l’attenzione è più particolarmente orientata verso i predatori superiori. I tonni ne costituiscono il gruppo bersaglio ma saranno studiate anche altre specie, dai piccoli pelagici agli squali e i pesci spada, non trascurando gli uccelli marini. Tonni: specie presenti in tutti i mari I tonni sono predatori attivi e rappresentano una imponente biomassa (più di 10 milioni di tonnellate), che occupa quasi esclusivamente gli ecosistemi pelagici. Il grande interesse per i tonni è dovuto al fatto che queste specie sono presenti in tutti gli oceani (eccetto le zone polari) e che si dispone, inoltre, di una grande quantità di dati sulla loro popolazione dalla seconda metà del ventesimo secolo: buone conoscenze sulla loro ecofisiologia sono già acquisite. Sono, infine, organismi viventi sui quali è facile posizionare dei rilevatori. La ricerca sui tonni è oggetto di una cooperazione scientifica internazionale molto attiva, attraverso la collaborazione di organizzazioni regionali di pesca responsabili del coordinamento delle ricerche della gestione e conservazione di queste risorse. Si aggiungono interessi commerciali e di sviluppo: `` I paesi grandi pescatori, in maggioranza del Nord, esercitano una forte capitalizzazione economica per il loro sfruttamento ed una importante filiera di trasformazione è all’origine di migliaia di attività dell’indotto tanto nei paesi del Nord che in quelli del sud. `` Oltre ai benefici sostanziali legati alla rendita del tonno, utilizzati dai paesi costieri come sostegno alla loro politica di sviluppo, sono sorte, negli ultimi 10 anni, flotte nazionali semiindustriali che sfruttano i tonnidi. Un grande cantiere: l’Oceano Indiano La pesca industriale ha raggiunto uno sviluppo considerevole di cattura di tonni nell’oceano indiano e la produzione è passata da 150.000 tonnellate nel 1980 a un milione di tonnellate nel 2004 con un accrescimento medio dell’ordine di Crédits photos : © IRD/Arnaud Bertrand Campagna Oceanografica a bordo della n/o olaya de l’imarpe, perù. 40.000 tonnellate per anno. Questa evoluzione riguarda il bacino ovest dell’oceano risultato dal dispiegamento della flottiglia delle sciabiche europee (Francia e Spagna) che inizialmente operavano in Atlantico. L’Oceano Indiano è anche quello dove è più elevata la pesca artigianale di tonno (35%) in ragione del grande numero di paesi costieri per i quali la pesca al tonno contribuisce in modo importante all’alimentazione delle popolazioni all’esportazione. I paesi costieri dell’Oceano Indiano occidentale ricevono importanti sussidi dalle attività di pesca industriale praticati dalle flotte straniere in seguito ad accordi di pesca. Presso alcuni di loro si è sviluppata una economia di trasformazione per la fabbricazione di conserve dai diversi impieghi (Seychelles, Mauritius, Madagascar, Thailandia) Gli ecosistemi di altura sono sistemi poco agevoli da delimitare nello spazio. Non è neppure possibile procedere ad una classificazione per la natura delle risorse trofiche e per i modi di sfruttamento da parte di pescherecci in quanto la risorsa si struttura in modo differente secondo l’habitat e gli stadi di vita delle specie, (zone di riproduzione oppure zone di transito o di alimentazione). Utilizzare ecosistemi “regionali” è interessante per strutturare i campionamenti e permettere ulteriori studi comparativi con altre zone studiate in altri programmi. Gli studi comparativi favoriscono una migliore conoscenza dei processi fondamentali che strutturano gli ecosistemi. Gli obiettivi delle ricerche condotte nelle zone di altura sono: `` Precisare il comportamento dei predatori superiori in particolare i meccanismi che conducono i tonni ad aggregarsi a dispositivi concentratori di pesci (FAD, Fish Aggregating Device, Dispositivi di Aggregazione Ittica) `` Comprendere come i tonni occupano il loro habitat e come i loro movimenti possono essere modificati dalle sollecitazioni ambientali. `` Analizzare la dinamica dell’uso delle risorse di tonno e gli effetti della pesca sulle comunità pelagiche `` Modellizzare la risposta degli ecosistemi alla pesca e simulare il loro funzionamento. Dispositivi di aggregazione ittica Il comportamento gregario ha un ruolo preponderante per molte specie di pesci e si manifesta a diversi livelli, a seconda delle specie considerate nelle differenti fasi del loro ciclo biologico (riproduzione, reclutamento larvale, stadio adulto). Peraltro la presenza di dispositivi di concentramento di pesci (FAD), che sia naturale o artificiale, induce risposte aggregative e attrattive da parte delle comunità pelagiche. I FAD attirano differenti specie, di piccoli o grandi pelagici. L’IRD studia questi meccanismi aggreganti su pesci di taglia e specie diverse. I tonni tropicali come le altre specie di predatori pelagici formano banchi che costituiscono l’unità di base sulla quale si fonda l’attività di pesca. Il comportamento gregario dei predatori pelagici è stato fino ad ora poco studiato su piccoli e grandi pelagici mentre il suo impatto sulla possibilità di cattura da parte dei sistemi di pesca è essenziale. Esperienze fatte permettono di affrontare lo studio del gregarismo secondo un approccio generico. Il gregarismo è amplificato da oggetti galleggianti o immersi, per un fenomeno d’attrazione che Gli ecosistemi tropicali pelagici (2) conduce all’aggregazione di comunità di pesci differenti. Gli oggetti galleggianti alla deriva sono all’origine di più della metà delle catture mondiali di tonni tropicali e meritano a questo titolo una attenzione particolare in materia di gestione. L’Oceano Indiano è la regione del mondo dove la proporzione delle catture sotto i FAD è più elevata (70% delle catture totali). Differenti commissioni tonniere fra cui il CTOI hanno chiaramente sottolineato che è prioritario quantificare meglio gli effetti dei FAD sulla popolazione ittica, per una gestione duratura delle risorse oggetto di pesca. Un programma europeo, FADIO, che riunisce attorno all’IRD, otto partners scientifici, è iniziato nel 2003 con l’obiettivo di sviluppare nuovi strumenti d’osservazione della fauna pelagica associata ai FAD. Questi strumenti (marcatori elettronici e boe dotate di strumenti), dovrebbero permettere in futuro di creare osservatori dell’ambiente pelagico. Sono condotte diverse azioni per studiare il comportamento dei tonni e di altre specie,(coryphenes, squali, thazards) attorno ai FAD: marcatori ultrasonici per determinare distanze e meccanismi di attrazione da parte dei FAD, marcatori ultrasonici per misurare i tempi di stazionamento sotto i FAD, osservazioni acustiche per studiare il comportamento collettivo attorno ai FAD, misure dell’ambiente biotico e abiotico per studiare gli effetti dei fattori esterni sulle aggregazioni. Le conseguenze biologiche dell’aggregazione dei tonni ai FAD costituiscono oggetto di interrogativi che sono riassunti nella formulazione di una ipotesi detta di «trappola ecologica»: nella situazione attuale, in cui migliaia di FAD ( zattere artificiali) sono poste nell’acqua da parte delle flotte, i tonni giovanili aggregati, non rischiano, in ragione del loro grande numero e d’una forte competizione, di essere limitati sul piano delle risorse alimentari e, per contro, di diventare facile preda dei grandi predatori attirati dai FAD? L’ipotesi porta dunque a due effetti negativi, la riduzione di un benessere metabolico (con una diminuzione potenziale del tasso di crescita) e una mortalità naturale accresciuta dalla predazione. L’analisi del contenuto stomacale in funzione dello spostamento anteriore degli individui, la misura dei fattori della condizione corporea (indicatori di benessere metabolico) di pesci pescati sotto i FAD, il posizionamento di marche di registrazione dati per stimare gli effetti a meso e macro scala dei FAD sui movimenti dei tonni, sono soprattutto i sistemi messi in atto per verificare queste ipotesi. L’occupazione dell’habitat da parte dei grandi pelagici La ripartizione spaziale dei grandi migratori pelagici, come i tonni, è condizionta dall’habitat fisico e biologico, a tutti i livelli ed in ciascuno stadio del loro ciclo vitale.Così, comprendere il loro modo di occupazione dell’habitat è una tappa necessaria allo studio della loro ripartizione spaziale e ai loro movimenti. Descrivere e spiegare l’occupazione dell’habitat dei grandi pelagici richiede una perfetta integrazione nella raccolta di informazioni da una parte sul terreno e la modellizzazione dei processi che spiegano gli spostamenti osservati da altre parti. Nell’ambiente pelagico tropicale i gradienti fisico chimici (pressione, temperatura, ossigeno, luminosità) e biologici (stratificazione delle prede) sono stabili nella colonna d’acqua, e molto più variabili orizzontalmente, (passaggio di fronti, turbolenze). Il comportamento verticale determinano, quindi, la nicchia ecologica dei predatori. La capacità di certe specie di sopportare, nell’età adulta, basse temperature e sfruttamento della stratificazione delle prede mesopelagiche,. estende in profondità il loro habitat potenziale. Altre specie (come il tonno a pinne striato o a pinne gialle ed il pesce vela) non hanno questa capacità e sfruttano le prede superficiali. Le prede profonde probabilmente non si distribuiscono, probabilmente, allo stesso modo di quelle superficiali, sia da un punto di vista spaziale che temporale. Di conseguenza, i predatori che hanno accesso alle risorse profonde e quelli che sono distribuiti in superficie dovrebbero presentare degli spostamenti trofici differenti. Da questo punto di vista, diventa possibile collegare i movimenti orizzontali agli spostamenti funzionali nella colonna d’acqua, spiegando le differenze osservate tra le specie (un tonno striato non segue la stessa migrazione di un tonno a pinne gialle) e tra le specifica, categorie di taglia, densità); identificazione delle variabili strutturali dell’habitat per le specie dominanti del popolamento; analisi degli scenari di risposta dei popolamenti alle variazioni ambientali. Interazioni tra risorse e pesca classi d’età (gli adulti non hanno gli stessi areali dei giovanili). L’integrazione dei dati di ricattura dei pesci marcati (attraverso il programma di marcatura dei tonni dello CTOI) all’interno di un modello di comportamento verticale permetterà di verificare questa ipotesi. I differenti aspetti legati al comportamento dei pescatori sono parte integrante dello sforzo effettivo della pesca, parametro chiave utilizzato per calcolare i PUE (rapporto tra le catture e lo sforzo di pesca). Crédits photos : © IRD/Christophe Peignon Pesca al tonno in Atlantico L’indice dello stato di salute degli stock pescati passa attraverso indicatori tratti dalle statistiche di cattura e di sforzo delle flotte. I rendimenti (o PUE, prese - catture - per unità di sforzo) sono anche legati all’abbondanza reale della risorsa da un rapporto di proporzionalità (chiamata “catturabilità”). Nella pesca ai tonni la catturabilità è un fattore variabile nel tempo e nello spazio: dipende da una parte dal comportamento in senso lato della risorsa rispetto al suo ambiente (ciò che è trattato nella sfera dell’habitat) e dall’altra dal comportamento dei pescatori (evoluzione della forza di pesca in funzione di tecniche e strategie di pesca appropriate). Nello studio delle strategie di distribuzione all’interno dell’habitat, alcuni metodi microchimici forniscono un complemento alla marcatura. Il dosaggio dei microelementi su specifiche strutture dure dei pesci (otoliti), permette di stabilire un collegamento tra gli ambienti attraversati dagli animali nei vari stadi del ciclo vitale, a condizione di disporre di traccianti ambientali di questi ambienti. Il metodo è in fase di verifica, confrontando le risposte microchimiche tra due zone dell’Oceano Indiano (Seychelles e regione indonesiana), particolarmente differenziate sul piano biogeochimico. Le ricerche condotte su questo tema si articolano, dunque, in più tappe: distribuzione dei popolamenti in relazione alle strutture trofiche e fisiche dell’ambiente; caratterizzazione della colonna d’acqua di una provincia oceanica per la composizione dei grandi predatori (diversità Il problema della quantificazione dello sforzo di pesca delle sciabiche, ed in modo particolare della pesca sotto i FAD, è serio e ricorrente nella valutazione degli stock di tonnidi. La ricerca nella definizione del movimento delle navi (strategie di pesca) non è circoscrivibile per comprendere la dinamica spaziale dello sforzo di pesca su media scala (100Km) e nei grandi settori dell’oceano. Gli strumenti di analisi possono fare riferimento ai metodi statistici classici e ai metodi di simulazione. Questo approccio è impiegato sui due maggiori sistemi di pesca dei tonni su scala oceanica, sciabiche e palangari. La riduzione drammatica dei PUE con l’uso dei palangari all’inizio dello sfruttamento della risorsa è un fenomeno ben conosciuto in tutti gli oceani, che non riflette una concomitante diminuzione di abbondanza della risorsa stessa. Parimenti, la stabilità nel tempo dei PUE di specie bersaglio, come il tonno grasso o il tonno giovane, per battute di pesca dinamiche e sottoposte a grandi variazioni dell’ambiente, pone seri problemi di interpretazione. Il calcolo stesso dello sforzo di pesca, che non prende in considerazione ne’ la distribuzione verticale degli ami rispetto all’habitat potenziale, ne’ la densità degli ami nel volume d’acqua sfruttato, sembra essere in parte all’origine di questo dato. Crédits photos : © IRD/Arnaud Bertrand Simulazioni permettono di indagare le cause di questo fattore e potranno condurre a nuove ipotesi di misura e sforzo di pesca da parte dei pescherecci che usano palangari. Gli ecosistemi tropicali pelagici (3)-- Comprendere e anticipare la reazione dei pescatori in rapporto a una misura di regolamentazione è un importante problema nel quadro di una gestione responsabile delle risorse di pesca. La mancanza di conoscenza delle strategie di pesca delle flottiglie non permette di prevedere la ridistribuzione dello sforzo di pesca in caso di misure di regolamentazione. È dunque difficile conoscere l’applicabilità di un provvedimento di gestione senza prendere in considerazione l’adattabilità dei pescatori di fronte a questa regola. Si tratta dunque, tenendo conto della variabilità della risorsa e dell’ambiente, di anticipare il possibile comportamento dei pescatori. L’approccio si fonda su metodi di simulazione che accoppiano la dinamica della risorsa con il comportamento della flottiglia. Questi risultati rappresentano un contributo particolarmente importante per l’obiettivo di regionalizzazione nella gestione delle risorse rappresentate dai tonni. Effetti congiunti fra pesca e clima Le zone di pesca e gli sbarchi di pescato non hanno smesso di crescere in questi ultimi 50 anni, concentrando le azioni di pesca unicamente sui predatori superiori (tonni essenzialmente, squali e pesci spada). P esca con palangare in P olinesia F rancese Situati all’apice della catena alimentare, i predatori superiori esercitano una pressione sul livello trofico intermedio. La loro intensa cattura può avere ripercussioni sulla comunità delle loro prede (“effetto cascata”) e, contestualmente, l’impatto delle anomalie climatiche sulla distribuzione delle prede è suscettibile di generare risposte nella loro distribuzione o sopravivenza (“effetto bottomup”). Nel contesto di un approccio ecosistemico allo sfruttamento delle risorse, è iniziata questa ricerca per caratterizzare e formalizzare le interazioni trofiche tra i predatori superiori e le loro prede. Un modello biologico nuovo, gli uccelli marini, è utilizzato all’IRD per affrontare in modo indiretto le strategie di ricerca alimentare dei tonni, considerando un ripascimento importante dei regimi alimentari di questi predatori. Si tenta inoltre di valutare le interazioni fra cambiamenti climatici e risorse del tonno, sfruttate con diversi meccanismi (sciabiche, palangari, “canneur” cioè barche tonniere che utilizzano getti d’acqua calda come richiamo) in differenti ecosistemi regionali degli Oceani Atlantico e Indiano. L’influenza dei cambiamenti climatici è assai mal documentata quando si tratta di comprendere o predire la sua azione sui differenti I predatori marini superiori sono considerati come integratori di catene trofiche e le loro risposte ai cambiamenti climatici dovranno informarci sul cambiamento degli ecosistemi di altura nel loro insieme. L’originalità dell’approccio si basa sull’analisi delle serie retrospettive dell’ordine dei 30 – 50 anni, riguardanti lo sfruttamento dei tonnidi con caratteristiche biologiche differenti, facendo riferimento ad una comune metodologia, nuova e adattata alle proprietà statistiche di queste serie temporali. È dunque da un approccio comparativo che si studiano gli effetti della variabilità climatica sugli ecosistemi. Il ricorso a mezzi diversi è necessario al fine di apprendere la complessità di questi ecosistemi e di diminuire la difficoltà logistica di confrontare questi ambienti: studio dei contenuti stomacali dei predatori superiori, acustica, marcature elettroniche, modellizzazione bioenergetica, analisi di serie temporali. Integrazione delle conoscenze rispetto ai modelli ecosistemici La modellizzazione è utilizzata come mezzo unificante, sintetizzante e per rendere coerenti i differenti aspetti, scale e dati, considerati in maniera isolata nelle differenti analisi citate precedentemente. Prolungando il lavoro di modellizzazione, la simulazione permette di esplorare differenti problemi ecologici e alieutici con un approccio comparativo e in un quadro teorico del modello ecosistemico sviluppato. Il modello numerico APECOSM (Apex Predators ECOSystem Model, Modello Ecosistemico dei Predatori di Vertice, n.d.t.) rappresenta in maniera determinista il flusso di energia dell’ecosistema, dal fitoplancton ai predatori superiori e alla pesca. La predazione è esplicitata e strutturata secondo la taglia degli individui. Il modello integra la dinamica demografica delle differenti popolazioni di tonni catturati, gli sforzi bioenergetici degli individui (crescita, riproduzione), le migrazioni e i movimenti, le informazioni essenziali sulla storia della loro vita e i comportamenti locali (movimenti verticali ecc.), non esplicitamente risolti, ma con un grande impatto, su grande scala. D el tonno molto fresco ... Le interazioni con l’ambiente fisico si basano su un accoppiamento fra modelli fisici e biogeochimici. Esclusivamente fondato su processi adattativi, APECOSM deve poter rappresentare l’evoluzione strutturale e la regionalizzazione dell’ecosistema in risposta alla variabilità dell’ambiente. Un approccio differente e complementare è ugualmente affrontato dal sistema dei modelli qualitativi, in collaborazione con l’Australia (CSIRO Hobart). Questo tipo di modelli mira a ridurre la complessità delle azioni trofiche riducendole a tre tipi di legami qualitativi tra le specie: positivo (il predatore consuma), negativo (la preda è consumata) e un feed-back (in funzione della densità, per esempio). Vi è associata una simbologia particolare fondata sulla teoria dei grafici, per rappresentare in maniera sintetica il funzionamento del sistema. Contatto autore : Francis Marsac [[email protected]] Crédits photos : © IRD/Patrice Cayré livelli trofici negli ecosistemi di altura. I predatori superiori formano l’unico compartimento trofico per il quale lunghe serie di dati sono disponibili (grazie alla loro cattura sostenuta). I grandi ecosistemi mondiali di upwelling Quattro grandi ecosistemi di correnti di risalita (upwelling)lambiscono le coste ovest dei grandi continenti. Nell’Atlantico, si tratta di ecosistemi della corrente del Benguela nell’emisfero sud ( sud dell’Angola, Namibia, Africa del sud) e della corrente delle Canarie nell’emisfero nord (Marocco, Mauritania, Senegal e Gambia). Nel Pacifico, si trova la corrente di Humboldt nell’emisfero sud (Perù e Cile) e la corrente della California nell’emisfero nord (USA e nord del Messico). Quest’ultima è attualmente studiata solo marginalmente dall’IRD e non sarà qui presentata. Gli ecosistemi di upwelling forniscono più del 40 % delle catture nella pesca mondiale, sebbene rappresentino meno del 3% della superficie dell’oceano. Le correnti di upwelling sono provocate da venti che inducono la risalita di acque profonde fredde e ricche di sali minerali. Esse sono l’origine di una produzione biologica notevole, ma soggetta a importanti fluttuazioni nel corso dell’anno e dei decenni. Attualmente, questi ecosistemi subiscono gli effetti dei cambiamenti climatici e quelli della riorganizzazione della pesca mondiale, che possono portare a importanti variazioni nella loro organizzazione. La loro gestione deve ugualmente intendersi nel quadro più ampio della gestione delle zone costiere che queste correnti lambiscono. L’IRD e i suoi partner conducono una ricerca sia integrata chee comparativa: integrata perché tiene conto del clima e dell’ambiente fisico, degli ecosistemi e delle pescate; comparativa poiché, per meglio comprendere il funzionamento di questi ecosistemi mettendo in evidenza similitudini e differenze, utilizza gli stessi strumenti di ricerca: telerilevamento, analisi statistiche, modelli, sistemi G.I.S., ecc. nelle tre zone di upwelling delle correnti del Benguela, Canarie e Humboldt. Tre ecosistemi a confronto Sotto l’azione di venti provenienti da centri di alta pressione (anticicloni) localizzati negli oceani a medie latitudini, si crea, sulle piattaforme continentali, una risalita di acque fredde e profonde ricche di sali nutritivi. La sua intensità dipende dalla forza e direzione del vento, dalla topografia della costa e della piattaforma continentale nonchè dalle caratteristiche oceaniche circostanti. La risalita dei sali nutritivi nella zona di superficie illuminata dal sole (zona fotica) permette lo sviluppo di numerosi organismi fitoplanctonici che sono alla base di quella che è comunemente detta catena alimentare. Questa catena, che si suppone vada dal fitoplancton ai predatori superiori passando per lo zooplancton, altri invertebrati, molluschi e pesci, è una risorsa trofica diversificata e complessa. In ciascuna di queste Regioni il vento gioca un ruolo importante nella dinamica dei processi fisici, biogeochimici ed ecologici. Nelle catene trofiche avvengono processi comuni. Ai livelli intermedi della catena si incontra un numero limitato di specie pelagiche costiere (sardine, acciughe…) molto abbondanti ed intensamente sfruttate. Esse giocano un ruolo centrale nel funzionamento dell’ecosistema. Le zone di upwelling sono molto eterogenee quanto ad estensione, con un mosaico di strutture come i fronti di separazione delle acque fredde costiere dalle acque calde situate più al largo, le «piume», i filamenti ed i vortici. Queste strutture costituiscono la principale fonte di scambi tra le zone costiere e quelle pelagiche, giocando un ruolo maggiore nelle relazioni fra i processi fisici e biologici. Anche altre variabili, come la profondità e la larghezza della piattaforma continentale, sembrano determinare la presenza di zone favorevoli a trattenere elementi abiotici e biotici. Dalle pescate emerge che, nei sistemi di upwelling, vi sono molte variazioni nel reclutamento dei giovanili. Queste sono dovute alla fluttuazione della mortalità nel corso dei primi stadi di vita dei pesci, che deve essere associata essenzialmente alla variabilità climatica. La sopravvivenza degli stadi giovanili è in particolare legata a strutture idrodinamiche che, in certi strati spaziotemporali, favoriscono la ritenzione, l’arricchimento e la concentrazione del fitoplancton e dello zooplancton. Comprendere la dinamica di queste strutture è essenziale per formulare modelli che riproducano i processi fisici e biologici, per arrivare a simulare processi ecologici come la dinamica della riproduzione e il successo del reclutamento. La fluttuazione dell’abbondanza degli stock ittici pelagici informa su cambiamenti importanti di struttura e funzionamento negli ecosistemi di upwelling. Mortalità importanti sono state osservate a livelli trofici superiori (uccelli, mammiferi marini, grandi pesci predatori) in risposta alla diminuzione di abbondanza delle loro prede. Effetti a livelli trofici inferiori possono anche essere messi in evidenza dalla diminuzione della predazione di specie pelagiche su specie planctoniche, creando a loro volta variazioni nell’insieme delle risorse trofiche. A titolo di esempio, al più recente fenomeno del Niño è associato un cambiamento di quantità relativo a due specie di acciughe. Nella maggior parte degli ecosistemi di upwelling sono state osservate alternanze di specie dominanti, simile all’alternanza fra sardine e acciughe nelle correnti di Humboldt, del Benguela e di Kuroshio, al largo del Giappone. Tre ecosistemi differenti `` La corrente del Benguela Lungo la costa occidentale dell’Africa australe, l’upwelling del Benguela si caratterizza rispetto agli altri sistemi di correnti di risalita a causa dei suoi due fronti responsabili dell’apporto di acqua calda: a Nord, dal fronte AngolaBenguela, ed a Sud dalla corrente delle Aiguilles che costituisce la parte terminale della corrente di Bourd ovest dell’Oceano Indiano. Per deporre le uova, sardine (Sardinops sagax) e acciughe (Engraulis encrasicolus) migrano verso il Banco delle Aiguilles, dove le acque calde trasportate dalle correnti delle Aiguilles creano un ambiente fortemente stratificato. Le uova e le larve sono in seguito trasportate rapidamente verso Nord da una corrente costiera. In pochi giorni raggiungono la regione di upwelling della costa Est, ma in parte vengono trasportate verso il largo da correnti legate ai venti, subendo un’elevata mortalità. Un diverso sistema di aggregazione permette agli altri individui di rimanere nelle acque costiere. Esistono altri motivi di mortalità nei primi stadi di vita, che non devono essere trascurati. Si tratta in particolare di quelli legati alla predazione sulle uova, sulle larve e sui giovanili. La settimana successiva alla schiusa, le larve devono alimentarsi. Le loro capacità natatorie si riducono ed hanno quindi bisogno non solo di una quantità di prede elevata e di taglia adatta (essenzialmente micro-zooplancton), ma anche di condizioni ottimali di turbolenza. Una turbolenza troppo forte disaggrega gli ammassi di plancton e ostacola la cattura delle prede. La modellizzazione precisa delle correnti e della produzione primaria, deve apportare nuove chiarezze su queste problematiche. Anche se la produttività primaria dell’ecosistema del Benguela Crédits photos : © IRD/Pierre Fréon Risalita del sacco di uno strascico con l’aiuto di un cavo, a seguito di (sardinella maderensis), superiore alle 150 tonnellate. una grossa cattura di sarde In queste condizioni, oasi di nutrimento possono ritrovarsi nelle grandi turbolenze al largo dove si incontrano differenti correnti e masse d’acqua. La debole produttività del banco delle Aiguilles genera una grande competizione per il nutrimento di milioni di tonnellate di riproduttori che li si trovano concentrati nella stagione di deposizione delle uova. Ciò favorisce il cannibalismo parentale e la predazione delle uova e delle larve da parte delle altre specie. I grandi ecosistemi mondiali di upwelling (2) Questo fenomeno resta difficile da trasferire a modello, in assenza di dati mensili di distribuzione dei pesci, ma dovrà essere oggetto di uno sforzo di quantificazione. L’ecosistema del Benguela si può dividere in due ecosistemi, del nord (sud dell’Angola e Namibia) e del sud (ovest e sud dell’Africa meridionale) separati dalla cellula permanente di upwelling di Lüderitz,la più intensa al mondo. Nell’Africa del sud, i dati storici di pesca mettono in evidenza una diminuzione dello stock di sardine alla fine degli anni sessanta seguito da un recupero lento; anche in Namibia, nello stesso periodo, si è osservato un primo segnale di scarsità, che si è aggravato alla fine degli anni settanta. La biomassa dello stock namibiano è, dopo questa data, rimasta ad un livello molto basso. alla base di questo fatto, c’è un fenomeno ambientale o di un eccessivo prelievo di pesca? La struttura e la dinamica dell’ecosistema del Sud Benguela sembrano variare in modo progressivo da più di trent’anni, da quando il Nord Benguela ha riorganizzato profondamente la sua struttura, conseguenza a un “cambiamento di regime”. Oggi il nord Benguela è dominato dalle meduse e i pesci (Gobidi) si nutrono di detriti. I pesci pelagici sono diventati poco presenti e la pesca della maggior parte delle specie commerciali, ( merluzzi e sugarelli) minacciata. Sbarco delle sarde nel porto di dakar. Le ragioni di questo cambiamento di regime dalle conseguenze disastrose per lo sviluppo e il mantenimento delle attività di pesca restano oggi ipotetiche, anche se si sospetta fortemente una interazione fra ambiente e sfruttamento. `` La corrente delle Canarie Nell’ecosistema della corrente delle Canarie, si distinguono tre grandi regioni: `` la costa Nord del Marocco, con un upwelling stagionale in estate; `` la costa Sud marocchina e nord Mauritania (deserto del Sahara) con un upwelling permanente; `` la costa Sud della Mauritania e del Senegal, con un upwelling in inverno. La parte sud dell’ecosistema è caratterizzata da una variazione stagionale estrema con alternanza fra un ecosistema sotto l’influenza tropicale in estate e un ecosistema sotto l’influenza di upwelling costiero in inverno. Questa alternanza si accompagna in estate ad una migrazione fino a 20°N di specie ad affinità tropicale (Tonnidi) e in inverno ad una estensione verso il sud dell’habitat delle specie temperate come la sardine S. pilchardus. Il sistema delle Canarie presenta una proporzione unica estese piattaforme continentali a Sud mentre le regioni costiere ad Est, a causa della loro più recente età geologica, sono generalmente caratterizzate da piattaforme strette. E’ stata osservata corrispondenza fra la localizzazione delle principali zone di deposizione delle uova e le regioni dove la piattaforma si allarga. Questa associazione sarebbe il risultato del processo fisico sviluppatosi sulle piattaforme larghe e poco profonde, che limiterebbero gli scambi fra le zone costiere e il dominio d’altura. Crédits photos : © IRD/Pierre Fréon sembra globalmente abbondante, essa può diventare scarsa in certi ambiti spazio temporali, come in quelli del banco delle Aiguilles o della parte superiore della zona nutrizionale, durante la stagione della riproduzione Da molti decenni l’IRD e i suoi partner studiano le battute di pesca dell’Africa dell’ovest. Gli ecosistemi delle Canarie erano dominati da pesci demersali di grande taglia, che sono stati rapidamente esauriti. Nella parte sud della regione l’adattabilità della pesca artigianale ha permesso di trarre profitto dalla migrazione stagionale di numerose specie( equilibrio fra la stagione di upwelling e il periodo caldo dominato da influenze tropicali). Su un più lungo periodo la storia della pesca nell’Africa orientale sembra essere stata risparmiata da sfruttamenti brutali come quelli incontrati negli altri sistemi. Un tasso di sfruttamento medio fino agli anni ottanta e l’importanza della variabilità stagionale, potrebbero aver contribuito a questo minore depauperamento. Tre Paesi hanno rilevato una crescita rapida e imprevista negli stock di polpi negli anni settanta, queste pescate di polpi sono diventate, in valore, una delle componenti essenziali delle battute di pesca africane. Questo cambiamento di specie è stato interpretato come risultato dell’assenza di controllo dall’alto al basso della catena trofica conseguente al sovrasfruttamento delle specie demersali che ha favorito lo sviluppo delle prede a vita breve come i polpi o i gamberetti e i pesci pelagici. Più a Nord, alcuni elementi hanno condotto l’attività della flotta di pescherecci per la cattura delle sardine a spostarsi verso Sud ma restano ancora largamente sconosciute le ragioni: spostamento dello stock o migliore resa economica al sud? Davanti al deserto del Sahara, il drastico declino dello sfruttamento in questa Regione nell’anno 1990 conseguente alla partenza della flotta dei pescherecci dei Paesi del blocco sovietico costituisce un esempio unico di diminuzione dello sforzo di pesca. La regione del Sahara sarà dunque, oltre a quella dell’upwelling del Senegal una zona di ricerca privilegiata per lo studio delle interazioni fisico biologiche. La corrente di Humboldt Il sistema di corrente di Humboldt con le sue cellule permanenti di upwelling in Perù, o stagionali, lungo le coste cilene è di gran lunga il più produttivo per i pesci. Pur costituendo meno dell’1% della superficie dell’oceano mondiale, fornisce dal 15 al 20 per cento di catture marine mondiali (fino a circa 20 milioni di tonnellate all’anno, per Perù e Cile assieme). Una seconda peculiarità risiede nella presenza di una zona assai poco ossigenata, molto estesa, intensa e superficiale. Un’ultima particolarità di questo sistema è l’influenza diretta del meccanismo ENSO(El Niño Southern Oscillation, Oscillazione Meridionale del Niño) Alcuni scienziati hanno proposto l’ipotesi secondo la quale, invece di influire negativamente sulle riserve ittiche, gli effetti ENSO potrebbero essere il segreto della produttività in pesci di questo ecosistema, contrariamente a ciò che è stato a lungo ammesso, i fenomeni del Nino, non hanno sistematicamente un effetto negativo sulle acciughe e positivo sulle sardine. L’impatto di questi fenomeni non può essere interpretato in altro modo che tenendo conto dell’insieme del sistema, con scala di tempi e di spazi molto diverse. Sono state proposte diverse ipotesi per spiegare l’alternarsi di acciughe e sardine. Queste ipotesi sono legate a meccanismi che avvengono su scale diverse spaziotemporali e che si integrano con variazioni climatiche, condizioni oceanografiche, comunità planctoniche (in abbondanza e struttura di taglia), comportamenti di pesci e superficie di habitat disponibile. Le grandi fluttuazioni di biomasse sembrano talvolta dover essere attribuite a tassi di sfruttamento elevati mirati su qualche specie del sistema e a cambiamenti dell’ambiente. Le variazioni di abbondanza non riguardano solo acciughe e sardine, è l’insieme degli ecosistemi (calamari giganti, Munidae, Myctophidae, ecc.) che presenta variazioni su scale diverse. Il ruolo degli sbalzi climatici, che presenta un periodo di circa 50 anni, è stato oggetto di numerosi studi nei sistemi di correnti di California e di Humboldt. Ciò sottende di focalizzarsi su variazioni a scala decennale del tipo ENSO. Modellizzazione, GIS, osservazioni acustiche… una grande quantità di strumenti e di metodologie di indagine Le ricerche oceanografiche, in particolare nel dominio degli esseri viventi, hanno a lungo ignorato o sottostimato la componente geografica o spaziale. Ciò per numerose ragioni, il campo di studio è immenso non visibile all’occhio umano e per `` I satelliti ci permettono ora di osservare la superficie del mare su grandi distese ed in modo quasi istantaneo. Se ne può dedurre non solamente la superficie ma anche indicazioni sulla ricchezza in fitoplancton (colore dell’acqua), la circolazione (altezza o altimetria dell’acqua) e l’intensità dei venti di superficie (scatterometria). `` Il contributo delle navi mercantili per la raccolta delle misure in mare (soprattutto profilo di temperature e densità) s’è accentuato al punto che le basi di dati coprono praticamente tutto il pianeta anche se le grandi rotte di navigazione restano, ovviamente, le meglio documentate. I grandi ecosistemi mondiali di upwelling (3) `` Ancoraggi fissi e reti derivanti trasmettono in permanenza i loro dati ai satelliti, i quali li inviano a loro volta ai centri di ricerca. `` La tecnologia satellitare permette, inoltre, di fornire pescherecci commerciali del sistema VMS (Vessel Monitoring System, Sistema di Monitoraggio Navi). Così si potrà ricostruire la traiettoria del battello e dedurne le zone di pesca. `` Anche certi animali possono essere utili per l’impiego di questa tecnica quando sono forniti di registratori di cattura che permettono di conoscere la loro posizione geografica che viene trasmessa via satellite. Questo può avvenire in qualunque momento per gli uccelli marini. Per i mammiferi marini avviene solamente quando si portano in superficie per respirare o quando si trovano a terra nelle colonie (foche, otarie). A partire dai dati così raccolti e ritrasmessi via satellite, i ricercatori possono seguire lo spostamento degli animali, conoscere le loro zone di alimentazione, la profondità delle loro immersioni e quantificare le interazioni con le battute di pesca. Poiché anche la posizione dei battelli è seguita tramite satellite (VMS) si può seguire in Pescatori con sciabiche, Perù parallelo lo spostamento degli animali e delle imbarcazioni. `` Le navi da ricerca moderne sono dotate di strumenti acustici che permettono di scansionare grandi volumi di acqua, non solamente al di sotto dell’imbarcazione (sonde verticali) ma anche tutto attorno (sonar laterali e onnidirezionali). Certi strumenti permettono di conoscere la topografia del fondo altri la distribuzione dei pesci e, in ultimo, quella dello zooplancton. Boe fisse o derivanti sono attualmente equipaggiate da questi strumenti. `` I progressi informatici permettono ai nostri giorni di modellizzare la circolazione e la produttività degli oceani in tre dimensioni. Certi modelli sono anche capaci di assimilare una parte di dati esistenti, per migliorare la loro capacità di previsione in tempi quasi reali (geografia operazionale). Questi modelli sono talvolta strumenti di simulazione e sperimentazione, che permettono di stabilire gli equilibri idrodinamici, di verificare ipotesi scientifiche, di esplorare le differenti possibilità ed infine di studiare gli scenari climatici. `` Altri tipi di modelli simulano lo spostamento attivo o passivo degli organismi accoppiando (oppure no) i modelli fisici sopradescritti a modelli . `` L’informatica permette, inoltre, la rappresentazione grafica e dinamica dei dati di origine diversa cosicché la loro analisi spaziale riceve l’aiuto dei sistemi di informazione geografica (SIG). In questo modo si potrà rappresentare e studiare in modo spaziale i legami tra le diverse componenti dell’ecosistema: fattori fisici, plancton, pesci uccelli, mammiferi e pescatori. Contatto autore : Pierre Fréon [[email protected]] Crédits photos : © IRD/Arnaud Bertrand lungo tempo le osservazioni hanno potuto avvenire con l’aiuto di un mezzo di spostamento lento e costoso, come il battello per le ricerche. Inoltre il sistema di rappresentazione e analisi spaziale era, nel passato, poco sviluppato. Questa situazione è cambiata in modo sorprendente nel corso degli ultimi due decenni, con inevitabili nuove scoperte: POP-KORN, LA COMMUNICATION ALTERNATIVE « Plancton del Mondo » `` Sensibilizzare gli studenti sulla diversità del plancton marino `` Comprendere maggiormente il ruolo del plancton nell’ecosistema marino Crédits photos : Océanopolis / T. Joyeux Da tre anni, l’8 Giugno, l’operazione “Plancton del Mondo” viene organizzata da Ocèanopolis, l’acquario di Brest e dall’ Agrocampus Rennes sito di Beg-Meil, nel quadro della Giornata mondiale degli Oceani. Dal 2007 è attiva una partnership con la rete d’eccellenza EUR-OCEANS. Gli obbiettivi di questa partnership sono multipli: Il plancton: definizione, raccolta `` Stabilire le differenze tra le catene alimentari 1 - Definizione: `` Stimolare gli studenti all’approccio investigativo Nel mare, alcune alghe ed animali fluttuano nella colonna d’acqua, i loro spostamenti sono di debole entità e sostanzialmente si lasciano portare dalle correnti, andando alla deriva. Essi costituiscono il plancton. Alcuni organismi fanno parte del plancton per tutto il loro ciclo vitale, altri solo in determinate fasi del loro sviluppo. Al plancton appartengono organismi di gruppi sistematici molto differenti tra loro. `` Sviluppare il senso di osservazione nei bambini `` Permettere scambi con le differenti classi europee della rete su queste tematiche Nei differenti acquari collegati dalla rete di EUROCEANS vengono proposti alle scuole laboratori didattici sul tema del plancton. 2 - Dove e come iniziare la raccolta di plancton? Studiando queste tematiche, gli allievi potranno seguire un percorso didattico, che potrà essere approfondito in ciascun acquario e potrà essere finalizzato con varie attività: `` Una storia del plancton `` Creazione di uno spettacolo (danza, teatro, …) `` Disegni Al fine di aiutare a sviluppare queste tematiche insieme ai vostri allievi, state realizzate schede di approfondimento. Potete raccogliere plancton sulle riva o in mare aperto. Per poterlo recuperare, occorre del materiale specifico. Materiale necessario: `` Una rete da plancton `` 2 o 3 setacci (tubi in pvc con una maglia tra i 20 ed i 150 micron) `` 1 pipetta `` 2 o 3 vetrini `` 2 o 3 vetrini coprioggettis `` Microscopio o stereoscopio Procedura: `` Sulla riva del mare: - Fase 1: il prelievo di plancton si effettua trainando una rete da plancton (tra 1 e 2 metri di profondità), concentrando gli organismi e dirigendoli verso il fondo della rete chiusa da un flacone. ATTENZIONE! La sopravvivenza degli organismi è limitata a poche ore. È quindi indispensabile riportare rapidamente il flacone in classe per procedere all’osservazione. È tuttavia possibile lavorare su campioni a cui è stata aggiunta formalina al 5% per la loro conservzione nel tempo. 2 - Qualche alga microscopica (il fitoplancton) Cianobatterio Spirulina © Hélène Laguerre / Cempama Setaccio (tubo in pvc, maglie tra i 2o ed i 15o microns) Pipetta Diatomea Navicula Bretagna del Sud Cristallizzatore © Aude PIRAUD / Association Observatoire du Plancton `` In classe -Fase 2: prendere un setaccio, posizionarlo sopra un cristallizzatore (o altro contenitore di vetro) contenente acqua di mare inclinandolo leggermente. Versare ¼ del contenuto del flacone nel setaccio (di modo che le differenti specie di plancton si ritrovino raggruppate in un angolo dello stesso). -Fase 3: con la pipetta, prelevare un po’ dell’acqua che si trova nello spigolo del setaccio e posare alcune gocce su di un vetrino. -Fase 4: coprire la goccia con un vetrino coprioggetti e, se necessario, aggiungere una goccia di formalina al 5%.. -Fase 5: osservare il plancton marino al microscopio. Il fitoplancton 1 - Definizione: Il fitoplancton sta all’oceano come l’erba sta al continente. 6000 specie di alghe microscopiche costituiscono il fitoplancton, la cui taglia è compresa tra 1 micron ed 1 millimetro. È il più importante gruppo di vegetali marini. Come tutti i vegetali, queste micro alghe trasformano l’anidride carbonica e l’acqua in zuccheri ed ossigeno grazie all’energia solare. Questo processo, chiamato fotosintesi, può verificarsi unicamente negli strati superficiali dell’oceano, dove vi è sufficiente illuminazione. Spirulina Coltura in acqua calda © T.Joyeux / OCEANOPOLIS Queste alghe microscopiche costituiscono (insieme alle macro alghe) il primo anello della catena alimentare nell’ambiente merino, cioè sono fonte di nutrimento sia per animali microscopici, come lo zooplancton, sia per organismi marini più grandi. Esempio: Le alghe microscopiche (il fitoplancton) sono mangiate da Zooplancton fitofago Le alghe microscopiche sono mangiate da I mitili Plancton temporaneo Lo zooplancton 1 - Definizione: Larva di riccio Mar d’Iroise Lo zooplancton è costituito da organismi animali portati alla deriva dalle correnti. Alcuni organismi nascono, si riproducono e muoiono allo stato di zooplancton, altri passano solo una parte della loro vita, generalmente la fase larvale, nelle acque libere. Le larve, ad un certo momento della loro vita, subiscono una metamorfosi ad un certo momento della sua vita, trasformandosi in animali molto differenti, per esempio smettendo di nuotare e fissandosi ad una roccia.. © T.Joyeux / OCEANOPOLIS Medusa Aurelia aurita Manche © T.Joyeux / OCEANOPOLIS 2 - Qualche specie di plancton animale: (lo Zooplancton) Plancton permanente 3 - Anelli della catena alimentare: Nauplii d’Artemia Saline di Midi © T.Joyeux / OCEANOPOLIS Per vivere lo zooplancton, sia permanente che temporaneo, ha bisogno di nutrimento: `` Se si nutre di fitoplancton, si parla di zooplancton fitofago `` Se si nutre di zooplancton più piccolo di lui, si parla di zooplancton zoofago Copepodi Isola di Tatihou (Cotentin) il fitoplancton è mangiato da © T.Joyeux / OCEANOPOLIS lo zooplancton è mangiato da i balani i mitili Più una catena è corta, più è produttiva. La catena alimentare Si può dire che : 1000 kg di alghe microscopiche producono 100 kg di mitili, che producono 10 kg di lampughe, che producono a loro volta 1 kg di foche. Gli organismi marini possono essere classificati secondo l’origine della loro alimentazione: `` I produttori primari (fitoplancton e grandi alghe) traggono la loro energia dalla luce e utilizzano degli elementi minerali per costruire i propri tessuti organici. Riassumendo: `` Il fitoplancton (produttore primario) è mangiato dallo zooplancton fitofago (protozoi e copepodi) che a sua volta viene mangiato dallo zooplancton zoofago (larve di crostacei e di molluschi, per esempio). `` I consumatori primari (zooplancton, spugne, ascidie, mitili,…) si nutrono dei produttori primari: filtrano l’acqua per recuperare il plancton vegetale: si tratta di fitofagi. `` I consumatori secondari (seppie, polpi, stelle di mare, piccoli pesci) si nutrono di erbivori: sono carnivori predatori o zoofagi. `` Il plancton marino è dunque un anello chiave delle risorse trofiche marine: è fonte di nutrimento valida sia per i piccoli polipi del corallo che per i pesci angelo, o ancora, sia per l’enorme squalo balena che per la balena stessa, il più grande dei mammiferi. `` I super predatori, come i delfini e gli squali sono in cima alla catena alimentare, costituendone l’ultimo anello. I cadaveri ed i detriti organici sono consumati da organismi decompositori, i batteri. Questi battei trasformano la materia organica in materia minerale. Questi minerali, rimessi in sospensione nell’acqua, sono elementi nutritivi che possono nuovamente essere utilizzati dai vegetali. Con i vostri allievi, utilizzate il poster “Relazioni alimentari nell’ambiente marino” per realizzare un esempio delle catene trofiche. Non dimenticate di posizionare la freccia tra due anelli nella maniera seguente: L’insieme delle catene alimentari è organizzato in reti. Esiste un raggruppamento delle catene trofiche. Uno animale può avere più fonti di nutrimento e può essere lui stesso preda di molteplici animali. è mangiato da Crédits photos : Océanopolis / T. Joyeux E’ altrettanto importante illustrare la posizione di questi organismi nella catena alimentare oceanica. Se il fitoplancton e lo zooplancton scomparissero, cosa succederebbe alla catena alimentare? Formazione dell’acqua profonda Contenuti scientifici `` La formazione di acqua profonda è un fenomeno molto localizzato che ha luogo in specifiche regioni del Pianeta 1) L’Atlantico del Nord Acque Profonde Nord Atlantiche: a livello dei mari di Norvegia, Groenlandia e del Labrador)) 2)L’Antartide (Acque Profonde Antartiche: a livello del Mare di Weddell e del Mare di Ross) Image : NASA / www.gsfc.nasa.gov `` Le acque profonde si formano quando, per cambiamenti di temperatura e di salinità, le acque superficiali diventano più dense (e quindi più pesanti) ed “affondano” verso le profondità oceaniche. Questo processo è uno dei principali ingranaggi di una circolazione oceanica che si estende in tutto l’Oceano mondiale e può influenzare il clima del nostro pianeta (Vedere il poster “Ocean Conveyor Belt” nella cartella “Supporti”). Zoom s u l l ’A t l a n t i c o d e l Nord. Schema : Realizzazione dell’esperienza: `` Riempi l’acquario con l’acqua marina (salinità 34 %o) `` Prendi il contenitore di plastica (preferibilmente trasparente) e fai un buco a circa 2cm dal fondo `` Metti il contenitore plastico nell’acquario pieno in modo che sia totalmente immerso e fissalo in modo che il bordo superiore sia appena al di sotto della superficie. `` Prendi 5g di sale e diluiscili in 100ml di acqua del rubinetto (salinità finale pari a 50 %o). `` Installa la buretta in modo che il bordo sia all’interno del contenitore di plastica, vicino al suo fondo. `` Riempi la buretta con l’acqua a salinità 5o %o Materiale : `` Apri il rubinetto della buretta in modo che l’acqua a maggiore salinità fluisca lentamente e costantemente nel contenitore di plastica. `` 1 buretta `` 1 recipiente plastico `` 1 bilancia `` 1 aquario `` Acqua di mare (34 %o) `` Acqua `` Sale `` (Facoltativo : lampada) griglia quadrettata o Il contenitore di plastica si riempirà lentamente dal fondo; quando l’’acqua a maggiore salinità (=densità) raggiungerà il buco, comincerà a scendere all’’interno dell’acquario. La corrente in discesa può essere vista per le differenti proprietà ottiche dei due corpi idrici. Nota: la corrente in discesa pò essere più facilmente visualizzata applicando una griglia nella parete dell’acquario opposta all’osservatore, oppure illuminando frontalmente l’acquario e proiettando l’immagine su di un muro bianco.