Obiettivo
Il presente studio rappresenta una grande innovazione rispetto ai consueti piani di monitoraggi applicati nelle AMP ed è stato fortemente voluto da RomaNatura. Lo studio, affidato all’Università degli Studi di Milano-Bicocca, è finalizzato ad aggiungere un nuovo tassello (la dimensione molecolare) al monitoraggio della fauna ittica ottenuto attraverso tecniche più tradizionali non-distruttive (es. underwater visual census, UVC), utilizzando un protocollo di campionamento ed analisi del eDNA che consente una maggiore resa di materiale genetico (maggiore volume di acqua prelevata) e la copertura di un più ampio spettro tassonomico, mirando all’individuazione di tutti i vertebrati marini, quindi includendo mammiferi marini oltre a pesci, ed anche gli invertebrati.
Il disegno di campionamento
Il protocollo di campionamento prevede la raccolta di sette campioni d’acqua per analizzare l’eDNA, ovvero le tracce genetiche rilasciate dagli organismi marini nell’ambiente. Cinque campioni vengono prelevati all’interno dell’AMP: uno in superficie, uno a profondità intermedia e tre in prossimità del fondale, in corrispondenza di differenti habitat. A questi si aggiungono uno o due campioni di controllo raccolti al di fuori dell’area protetta.
L’introduzione del campionamento a profondità intermedia rappresenta un importante miglioramento metodologico, poiché consente di studiare come le tracce genetiche si distribuiscono nella colonna d’acqua e di comprendere meglio i collegamenti tra gli organismi che vivono sul fondale e quelli presenti negli strati superficiali. Questo livello assume un interesse particolare durante l’estate, quando la naturale stratificazione delle acque marine crea condizioni ambientali differenti tra superficie e profondità, influenzando la distribuzione degli organismi e delle loro tracce genetiche.
Per consentire una raccolta accurata in prossimità dei vari micro-habitat che caratterizzano il fondale si è adottata una metodologia di raccolta dei campioni in profondità che non si avvale di dispositivi meccanici, al contrario si è optato pertanto per una raccolta mediante operatore subacqueo, in modo da poter avvicinarsi il più possibile ai vari microhabitat senza perturbarli e anche per consentire la raccolta di un volume più cospicuo di acqua.
Analisi di Laboratorio
Dopo il prelievo, i campioni sono stati trasferiti in laboratorio per l’estrazione dell’eDNA, la base di tutte le successive analisi genetiche. I campioni sono stati innanzitutto sottoposti a test mirati per individuare eventuali tracce di DNA della foca monaca (Monachus monachus), una delle specie più rare e affascinanti del Mediterraneo. Per garantire la massima affidabilità dei risultati, ogni campione è stato analizzato più volte e confrontato con specifici controlli di qualità.
Parallelamente, è stata effettuata un’analisi di metabarcoding mediante sequenziamento di nuova generazione (NGS), una tecnologia che consente di identificare simultaneamente centinaia di specie a partire dalle tracce genetiche presenti nell’acqua. Grazie all’utilizzo di diversi marcatori molecolari è stato possibile investigare sia la componente dei vertebrati, come pesci e mammiferi marini, sia quella degli invertebrati, ottenendo una fotografia dettagliata della biodiversità presente nell’area.
I dati genetici raccolti sono stati infine elaborati attraverso analisi bioinformatiche avanzate, permettendo di ricostruire la composizione delle comunità biologiche e di approfondire la conoscenza degli ecosistemi che caratterizzano l’Area Marina Protetta.
Risultati
Il 96,6% dei campioni è risultato positivo per le tracce di foca monaca!! Un dato che contribuisce ad aumentare la conoscenza della specie e conferisce ulteriore importanza all’AMP.
L’AMP rappresenterebbe un hotspot trofico per la foca monaca e, inoltre, le numerose catene delle boe di ormeggio potrebbero fungere da substrato ideale per attività di frottage, un comportamento essenziale durante il periodo della muta per rimuovere il pelo e le cellule morte.
La ricchezza di specie ittiche è massima nell’AMP, rispetto alle aree esterne di controllo, e in prossimità del fondale. Sono state osservate differenze localizzate di ricchezza tra habitat, ma la composizione complessiva si mantiene omogenea a causa del trasporto dell’eDNA ad opera delle correnti e della vicinanza spaziale (al massimo una decina di metri) tra i campioni prelevati all’interno della AMP.
La stagionalità è emersa come il principale fattore di strutturazione delle comunità biologiche. La ricchezza di specie ittiche è risultata massima nel periodo estivo, in corrispondenza dell’afflusso di specie termofile e, verosimilmente, di esemplari giovanili.
Il confronto tra campioni interni ed esterni all’AMP ha mostrato una forte connettività ecologica, con le comunità esterne che ricadono nello spazio di diversità di quelle interne, suggerendo un effetto di spillover ecologico (migrazione di popolazioni dall’area protetta) e il trasporto di eDNA. Le specie pelagiche altamente mobili (es. sardine) hanno segnali ubiquitari, mentre specie bentoniche e associate ai substrati rocciosi (ad es. Chromis chromis, Symphodus spp.) hanno segnali più legati ai loro habitat specifici.
La presenza di tracce di due predatori apicali, quali la foca monaca mediterranea (M. monachus) e il tursiope (Tursiops truncatus) sia dentro che fuori l’AMP, è un indicatore di reti trofiche sane e di elevata integrità dell’ecosistema.
La profondità e il tipo di habitat influiscono maggiormente sulla biodiversità degli invertebrati: la ricchezza di specie aumenta in relazione alla profondità, dove c’è maggiore stabilità ambientale e complessità strutturale. Anche per gli invertebrati, la stagionalità è un fattore chiave: la ricchezza, tuttavia, in questo caso risulta massima in inverno.
Il confronto tra campioni mostra una maggiore ricchezza all’interno dell’AMP, a conferma dell’efficacia delle misure di protezione per le comunità marine.