BIOINDICATORI A LIVELLO DI POPOLAZIONI E COMUNITA’ ANIMALI Prof. Biagio D’Aniello

1. ZOOLOGIA APPLICATA BIOINDICATORI A LIVELLO DI POPOLAZIONI E COMUNITA’ ANIMALI Prof. Biagio D’Aniello Università di Napoli“Federico II” Dipartimento di Biologia Strutturale e Funzionale Campus Universitario di Monte Sant’Angelo Via Cinthia – 80126 Napoli

2. COMUNITA’ Definizione: gruppo di popolazioni di specie che coesistono nello spazio e nel tempo. Proprietà: una comunità ha delle proprietà particolari che non hanno le popolazioni che ne fanno parte. Es. la diversità delle specie presenti nella comunità, i limiti alla presenza di specie in competizione, l’organizzazione della rete trofica, la biomassa totale e la produttività globale sono solo alcune delle proprietà che possono caratterizzare una comunità. Per gli studi sulla qualità ambientale si restringe il lavoro per praticità a gruppi tassanomici (insetti, uccelli) o gruppi ecologici (erbivori, detritivori, macrobentofauna). Si parla di comunità di uccelli di un bosco, di erbivori di un prato, di pesci di un fiume, di macrobentofauna di un torrente etc.

3. Parametri descrittivi delle comunità Diversità: numero di specie che costituiscono la comunità. Nello studio della diversità si possono considerare anche altri livelli tassonomici (i generi o le famiglie ad esempio). Nello studio della diversità di una comunità si deve tenere conto dell’importanza delle diverse specie. A tal proposito si può calcolare l’ abbondanza specifica. Talvolta si calcola la biomassa o anche la produttività (parametro molto attendibile per lo zooplancton). Di solito gli studi delle comunità si limitano ad alcune categorie (es. avifauna o la teriofauna). E’ difficile estendere gli studi ai livelli trofici o all’intera collezione di specie presenti. Spesso sono limiti dettati dalle conoscenze dell’operatore che sceglie di studiare ciò che meglio conosce. Tuttavia, sarebbe almeno utile concentrare gli sforzi sugli elementi che più interagiscono tra di loro.

4. Le misure della diversità Ricchezza specifica: è il numero di specie nella comunità o nel segmento di comunità preso in considerazione. E’ in ogni caso molto difficile il conteggio sistematico di tutte le specie di una comunità animale; quindi, meglio considerarne solo una parte. In questo modo le stime diventano anche più affidabili. In effetti, se ci si riferisce ad un gruppo di specie come gli uccelli su di una superficie limitata, si possono agevolmente contare tutte le specie presenti (anche per gli altri gruppi di vertebrati); le stime diventano meno affidabili se ci si riferisce alle comunità di insetti o invertebrati del suolo. PROBLEMA: è possibile misurare la ricchezza specifica se si studia solo un campione limitato?

5. La ricchezza specifica Considerato che aumentando la dimensione del campione, aumenta anche il numero di specie contate, fino a raggiungere un plateau per cui aumentando ancora il campione il numero di specie contate sarà sempre lo stesso. Ci sono poi delle equazioni matematiche che permettono di avere degli indici che indicano la ricchezza specifica.

6. Parametri descrittivi delle comunità Eterogeneità: indica come sono distribuiti gli individui della comunità nelle diverse specie che sono state censite. La comunità A avrà ovviamente una diversità specifica minore.

7. Parametri descrittivi delle comunità Uniformità: è una quantificazione della eterogeneità. E’ perfettamente normale che le comunità contengano specie più abbondanti e specie più rare; la misura dell’uniformità ci dice quanto è eterogenea la comunità se paragonata ad una popolazione ipotetica in cui le specie siano tutte rappresentate da uno stesso numero d’individui.

8. Fattori che influenzano i parametri descrittivi delle comunità animali I parametri descrittivi vengono influenzati in vario modo da vari fattori ambientali e non, nonché dal livello di stress ambientale. Pertanto lo studio delle comunità animali stesse assume valore nell’ottica della “bioindicazione”. • ATTENZIONE: • Lo studio della comunità non indica un processo di stress in atto (che potrebbe essere ancora attivo), ma cambiamenti già avvenuti! Le cause di eventuali disfunzioni vanno ricercate dal tecnico. • I valori di diversità non danno indicazioni sul grado di stress ambientale se non sono confrontati con valori teorici di riferimento! Ciò non è sempre agevole in quanto in molti casi non sono disponibili indici ottenuti in ambienti integri; tuttavia, si possono confrontare con gli indicatori ottenuti in ambienti in cui sia ben noto il grado di alterazione ambientale e i fattori che lo hanno determinato.

9. Variazione della ricchezza specifica • Il numero di specie in una comunità aumenta con: • Area di studio, perchè ci sono probabilmente più biotopi. • Dimensione del campione (fino al raggiungimento del plateu). • Diversità del paesaggio; es. diversità della vegetazione Esempi Il numero di specie di uccelli di una comunità in una foresta monostratificata e coetanea sarà certamente inferiore rispetto ad una foresta a più strati e disetanea. Alcuni agenti inquinanti (es. pesticidi) influiscono direttamente (es. insetti) o indirettamente (es. uccelli per ridotte disponibilità alimentari) sul numero di specie delle comunità animali.

10. Variazione dell’eterogeneità e dell’uniformità L’eterogeneità e l’uniformità aumentano parallelamente alla diversità ambientale! In pratica, con maggiore diversità ambientale ci saranno più specie (maggiore ricchezza specifica) il cui numero d’individui tenderà ad equipararsi (maggiore eterogeneità e uniformità). ATTENZIONE Nell’applicazione dei metodi del calcolo della diversità specifica, bisogna tenere in debito conto che un aumento degli indici non sempre corrisponde ad un miglioramento. Es. se si aumenta artificialmente la diversità piantando boschetti in ambienti rurali la comunità ornitica aumenterà; spesso gli enti locali piantano pini alloctoni in foreste di faggio in alta quota. Si tratta sicuramente d’interventi scorretti in quanto possono interferire negativamente con la fase climacica della faggeta, tuttavia provocano un aumento degli indici di diversità che indicherebbero un miglioramento.

11. La scelta delle comunità da utilizzare come bioindicatori • Una comunità è tanto più utile come bioindicatore quanto maggiormente presentano le seguenti proprietà: • Facile identificazione delle unità sistematiche. • Facilmente delimitabile nello spazio. • Agevole campionamento con metodi poco costosi. • La comunità deve essere quanto più possibile influenzabile dai fattori di stress. • Deve essere una comunità cosmopolita, altrimenti non sarebbe facilmente associabile con i fattori di stress ambientale.

12. Indice Biotico Esteso (IBE)

13. PLECOTTERI Perla Leuctra Isoperla Nemoura

14. EFEMEROTTERI Baetis Epeorus Ephemerella Ecdyonurus

15. TRICOTTERI Limnephilidae Hydropsychidae Odontoceridae Rhyacophilidae

16. DITTERI Simuliidae Chironomidae Athericidae Tipulidae

17. ODONATI Calopteryx Onychogomphus

18. COLEOTTERI Elmididae

19. PLECOTTERI

20. EFEMEROTTERI

21. TRICOTTERI

22. DITTERI

23. ODONATI

24. MOLLUSCHI - GASTEROPODI

25. MOLLUSCHI - BIVALVI

26. ANELLIDI - IRUDINEI

27. ANELLIDI - OLIGOCHETI

28. PLATELMINTI - TURBELLARI

29. CROSTACEI

31. NO NO ZAMPE ARTICOLATE SI SI >6 >6 NUMERO DI ZAMPE INSETTI 6 6 MACROINVERTEBRATI

32. NO NO EFEMEROTTERI OCCHI COMPOSTI SI SI NO NO SI SI CERCI LUNGHI BRANCHIE ADDOMINALI SI SI NO NO INSETTI

33. LIMITI DI IDENTIFICAZIONE E COMPETENZE

35. STAZIONE 1 I.B.E. = 11 Classe = I GASTEROPODI (1) EFEMEROTTERI (6) COLEOTTERI (2) PLECOTTERI (2) (2) 21-25 TRICOTTERI (3) DITTERI (5) IRUDINEI (2) 11 Plecotteri > 1 US PLECOTTERI US = 21

36. STAZIONE 2 I.B.E. = 9 Classe = II GASTEROPODI (1) COLEOTTERI (2) EFEMEROTTERI (5) (5) TRICOTTERI (2) DITTERI (6) ODONATI (2) IRUDINEI (1) 16-20 Plecotteri 9 Efemerotteri EFEMEROTTERI US = 19 > 1 US

37. STAZIONE 3 I.B.E. = 3 Classe = V OLIGOCHETI (1) (1) ASELLIDI DITTERI (2) IRUDINEI (1) 2-5 Plecotteri Efemerotteri US = 5 > 1 US Tricotteri Gammaridi Asellidi 3 ASELLIDI