• biodiversità
• disegno sperimentale
• funzionamento ecosistemi
• produttività
• ricchezza di specie

La presente tesi affronta la problematica relativa al ruolo della biodiversità per il funzionamento degli ecosistemi. In particolare, lo studio fa parte di un progetto europeo (BIOFUSE) all’interno del network di eccellenza MARBEF.
Nell’ultimo decennio la crescente perdita di biodiversità ha concentrato l’attenzione della comunità scientifica sul ruolo che la diversità biologica riveste per la struttura e il funzionamento degli ecosistemi. Accanto alla ricchezza di specie, ben presto l’identità degli organismi è stata identificata quale importante fattore nel determinare aspetti funzionali quali la produttività di molti sistemi naturali. Solo recentemente, tuttavia, il ruolo della biodiversità è stato investigato in ambienti marini; inoltre, il ruolo delle variazioni di densità di specie è stato raramente preso in esame negli studi di biodiversità.
Il presente studio è stato svolto nell’ambiente di battigia di costa rocciosa, nella località di Calafuria a sud di Livorno e testa l’ipotesi che variazioni nella ricchezza, identità e densità di specie algali abbiano un effetto sulla struttura dei popolamenti ad alghe ed invertebrati e sulla produttività del sistema. Il disegno sperimentale adottato prevede in particolare la presenza, per ciascun livello di ricchezza di specie, di popolamenti caratterizzati da identità diverse di organismi; inoltre, al fine di non confondere l’effetto della ricchezza con quello della densità delle specie manipolate, ciascun popolamento è stato allestito a due diverse densità (bassa e alta).
Per realizzare i diversi trattamenti, nell’autunno del 2006 sono stati costruiti pannelli di acciaio inox a cui sono stati successivamente fissati dei cubetti di arenaria di 2x2x2 cm (la stessa roccia presente nel sito di studio) in modo da creare una superficie uniforme. La dimensione dei cubetti è stata scelta in modo da permetterne la successiva colonizzazione di un numero limitato di specie (idealmente di una singola specie) su ciascun cubo. I pannelli sono stati fissati sulla battigia di costa rocciosa ed esposti alla colonizzazione naturale. Nell’Ottobre del 2007 si è proceduto alla riallocazione dei cubetti colonizzati tra pannelli per creare 4 repliche per ciascuno di 9 differenti popolamenti (ciascuno a due densità), per un totale di 76 unità sperimentali, ciascuna costituita da 16 cubetti. In particolare, i trattamenti prevedono la presenza di 3 diversi popolamenti costituiti da uno solo fra i taxa più abbondanti, 4 diversi popolamenti con 2 taxa e 2 diversi popolamenti con 4 taxa. In aggiunta sono state create 4 repliche formate da 16 cubetti vuoti.
L’esperimento è terminato nell’ottobre del 2008; in questo arco di tempo sono stati effettuati 4 campionamenti non distruttivi, al fine di poter valutare gli effetti dei fattori manipolati sulla struttura dei popolamenti.
I dati sono stati analizzati mediante modelli lineari gerarchici che si basano sull’utilizzo di procedure di regressione. Le variabili di risposta analizzate sono 2, ovvero N°di taxa non manipolati e % di ricoprimento dei taxa non manipolati.
Per quanto riguarda il n°taxa non manipolati è risultato significativo l’effetto ricchezza di specie: infatti si evidenzia che all’aumentare del livello richness, ovvero aumentando il numero dei popolamenti manipolati sul pannello, abbiamo una diminuzione del numero dei taxa non manipolati; questo sia ad alta che a bassa densità.
Nelle analisi condotte sul ricoprimento % dei taxa non manipolati è stata valutata la quantità di spazio utilizzato dalle specie che hanno colonizzato il pannello. Si può osservare un effetto ricchezza specifica che prevede che all’aumentare del numero dei popolamenti inizialmente manipolati, la % di ricoprimento di organismi non manipolati diminuisce significativamente nel tempo. Tale effetto è tuttavia dipendente dalla densità come indicato dalla interazione significativa ricchezza x densità. Si osserva inoltre un effetto identità incrociato alla densità solo confrontando i popolamenti a due taxa Turf- Ralfsia verrucosa con Turf- corallinacee incrostanti.
Come stima del funzionamento degli ecosistemi, è stata utilizzata una misura di produzione dell’ossigeno. Tale misurazione è stata effettuata attraverso l’ausilio di una sonda multiparametrica nel luglio del 2008. E’ stata ottenuta una misura dell’ossigeno già presente nell’acqua, una dopo 20 min di permanenza dei piattini al buio e una dopo 20 min di permanenza dei piattini alla luce. Queste tre misurazioni sono servite per ottenere i valori di respirazione, produttività netta e produttività lorda di ogni singola replica e dei controlli artefatto aggiunti.
I dati sono stati analizzati con il pacchetto statistico R attraverso la funzione lme e purtroppo non sono stati ottenuti risultati significativi. Quindi possiamo dire che la struttura del popolamento non influenza la produttività del popolamento stesso e ciò potrebbe essere in relazione al fatto che stiamo parlando di fasi precoci del popolamento.