Εξέλιξη χρωματικού προτύπου... 39

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ ΣΧΟΛΗ ΘΕΤΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΤΜΗΜΑ ΒΙΟΛΟΓΙΑΣ Μεταπτυχιακό Πρόγραμμα Σπουδών «Οικολογία, Διαχείριση & Προστασία Φυσικού Περιβάλλοντος» Ερευνητική Εργασία ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑΣ ΓΙΑ ΤΟΝ ΚΑΘΟΡΙΣΜΟ ΤΗΣ ΜΕΤΑΜΟΡΦΩΣΗΣ ΣΤΑ ΨΑΡΙΑ & ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΗΣ ΣΕ ΕΙΔΗ ΤΗΣ ΟΙΚΟΓΕΝΕΙΑΣ Sparidae Νικόλαος Νικολιουδάκης Βιολόγος Α.Μ. 323 ΠΑΤΡΑ 2006

Πρόλογος Η παρούσα ερευνητική εργασία πραγματοποιήθηκε στο πλαίσιο των μεταπτυχιακών μου σπουδών στο Τμήμα Βιολογίας του Πανεπιστημίου Πατρών, με επιβλέποντα το Λέκτορα κ. Στυλιανό Σωμαράκη, στο πλαίσιο δύο ερευνητικών προγραμμάτων με αντικείμενα την Ανάπτυξη αποτελεσματικών μεθόδων για την ολοκληρωμένη μελέτη της Οικολογίας των νεαρών σταδίων των ψαριών στα παράκτια οικοσυστήματα της Δυτικής Ελλάδας" και τη «Μελέτη του εποικισμού και των οικολογικών απαιτήσεων των νεαρών σταδίων των ιχθύων στα παράκτια οικοσυστήματα», από τα οποία προήλθε και η χρηματοδότηση μέρους αυτής. Οι πολύτιμες υποδείξεις του επιβλέποντα κ. Στυλιανού Σωμαράκη ( που επαναλαμβάνονταν ακούραστα, όταν εγώ δεν τις κατανοούσα) τόσο επί του θεωρητικού όσο και επί του πρακτικού σκέλους της εργασίας αυτής καθώς και η «υπερσυμπυκνωμένη» γνώση που μου παρείχε (...και συνεχίζει να το κάνει), συντέλεσαν στην απόκτηση σημαντικών γνώσεων που νομίζω πως λίγοι φοιτητές είναι τόσο τυχεροί ώστε να τις κατέχουν. Θα ήθελα λοιπόν να του εκφράσω τις θερμότατες ευχαριστίες μου που μου εμπιστεύτηκε την εκπόνηση μιας ερευνητικής εργασίας. Η συνύπαρξη σε έναν χώρο με έναν άνθρωπο σαν τον κ. Κωνσταντίνο Κουτσικόπουλο, Αναπληρωτή Καθηγητή του Τμήματος Βιολογίας του Πανεπιστημίου Πατρών, νομίζω πως αποτελεί μεγάλη τύχη για ένα νέο άνθρωπο που κάνει τα πρώτα του βήματα στην επιστήμη. Η μετάδοση τρόπου σκέψης είναι μια διαδικασία που δε διδάσκεται, αλλά προκύπτει από την καθημερινή επαφή και το «ξέφτισμα» του ενός επάνω στον άλλο (όπως ο ίδιος συνηθίζει να μας λέει). Τον ευχαριστώ θερμά για την υποστήριξή του όλα αυτά τα χρόνια. Θα ήθελα επίσης να εκφράσω τις ευχαριστίες μου στον κ. Γεώργιο Κουμουνδούρο, Λέκτορα του ιδίου Τμήματος, τόσο για τις πολύτιμες συμβουλές και την καθοδήγησή του σε θέματα μεθοδολογίας και ερμηνείας των αποτελεσμάτων μου, όσο και για την παροχή της αναγκαίας υλικοτεχνικής υποδομής για την διεκπεραίωση εργαστηριακών πειραμάτων. Όσον αφορά στο τεχνικό κομμάτι της εργασίας αυτής, το οποίο ήταν εντελώς νέο για μένα, δε θα μπορούσε να έχει ολοκληρωθεί χωρίς τη βοήθεια του υποψηφίου διδάκτορα κ. Σωτήριου Κυπαρίσση, τον οποίο και θα ήθελα να ευχαριστήσω. Σημαντική βοήθεια μου παρείχε επίσης η κα Ευδοξία Σχισμένου τόσο στις δειγματοληψίες πεδίου, όσο και στις ατελείωτες ώρες φωτογράφησης των δειγμάτων. Οι ευχαριστίες μου είναι μόνο το ελάχιστο που μπορώ να της προσφέρω. Τις θερμές μου ευχαριστίες θα ήθελα να εκφράσω επίσης στον κ. Αλέξη Ράμφο και στην κ. Ίσαρη Ματίνα που με βοήθησαν σε δειγματοληψίες πεδίου, καθώς και στην κ. Έφη Γεωργακοπούλου που μου αφιέρωσε αδιαμαρτύρητα μέρος του πολύτιμου χρόνου της για να με βοηθήσει στο τεχνικό κομμάτι της χρώσης των δειγμάτων μου. Ο εργαστηριακός χώρος Οικολογίας Ζώων δε θα ήταν ποτέ ίδιος χωρίς την παρουσία της κ. Αικατερίνης Φραγκοπούλου. Η διάθεση και η ψυχοσύνθεσή της μας κρατούν την ψυχολογία μας σταθερά ανεβασμένη με αποτέλεσμα να αισθανόμαστε ευχάριστα κατά την παρουσία μας εκεί. Τέλος θα ήθελα να ευχαριστήσω όλα τα παιδιά τους εργαστηρίου, που με ανέχονται ακόμα κι αν τους γκρινιάζω που και που. Θα ήταν επίσης παράλειψη να μην εκφράσω τις ευχαριστίες μου προς τον κ. Δημήτρη Μουτόπουλο, που κατά την παρουσία του κοντά στον εργαστηριακό μας χώρο, με βοήθησε χωρίς δεύτερη σκέψη, όποτε κι αν του το ζήτησα. Τέλος, όσο κι αν επιθυμώ να ευχαριστήσω τον πατέρα μου Τάσο, τη μητέρα μου Ελένη και την αδερφή μου Μαρία, για την αγάπη, τη στήριξη και την υπομονή τους προς εμένα όλα αυτά τα χρόνια, οι απλές λέξεις ενός κειμένου, είναι πολύ λίγες για να εκφράσουν αυτό που νιώθω. Το λιγότερο που μπορώ να κάνω είναι να σας αφιερώσω αυτή την εργασία... Σας ευχαριστώ για όλα!

ΕΙΣΑΓΩΓΗ... 3 Κύκλος ζωής θαλάσσιων ιχθύων... 5 Νεαρά στάδια θαλάσσιων ιχθύων... 6 Εγκατάσταση... 6 Μεταμόρφωση... 7 Αλλαγές κατά τη μεταμόρφωση... 8 Γενικά χαρακτηριστικά των νεαρών σταδίων της οικογένειας Sparidae... 10 Σκοπός εργασίας... 11 ΥΛΙΚΑ & ΜΕΘΟΔΟΙ... 13 Δειγματοληψίες... 15 Ανάλυση μορφομετρίας... 16 Πολυπαραγοντική αλλομετρία... 18 Ανάλυση μορφολογίας... 20 Ανάλυση οστεολογίας... 20 Ανάλυση σχήματος ωτολίθων... 22 ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ... 23 Είδος Oblada melanura... 25 Ανάλυση μορφομετρίας... 25 Πολυπαραγοντική αλλομετρία... 28 Μορφολογικά χαρακτηριστικά... 30 Εξέλιξη χρωματικού προτύπου... 30 Ανάλυση οστεολογίας... 32 Πολυπαραγοντική ανάλυση... 33 Είδος Diplodus. puntazzo... 34 Ανάλυση μορφομετρίας... 34 Πολυπαραγοντική αλλομετρία... 37 Ανάλυση μορφολογίας... 39 Εξέλιξη χρωματικού προτύπου... 39 Ανάλυση οστεολογίας... 41 Πολυπαραγοντική ανάλυση... 42 Είδος Diplodus vulgaris... 43 Ανάλυση μορφομετρίας... 43 Πολυπαραγοντική αλλομετρία... 46 Ανάλυση μορφολογίας... 48 Εξέλιξη χρωματικού προτύπου... 48 Ανάλυση οστεολογίας... 50 Πολυπαραγοντική ανάλυση... 50 Είδος Diplodus sargus... 52 Ανάλυση μορφομετρίας... 52 Πολυπαραγοντική αλλομετρία... 55 Ανάλυση μορφολογίας... 56 Εξέλιξη χρωματικού προτύπου... 56 Ανάλυση οστεολογίας... 58 Πολυπαραγοντική ανάλυση... 59 Σχέσεις ωτολίθου σώματος και ανάλυση σχήματος ωτολίθων... 60 Συγκριτική ανάλυση αλλομετρικής αύξησης μεταξύ ειδών... 62 ΣΥΖΗΤΗΣΗ... 67 Προσδιορισμός της φάσης και του μέσου μήκους μεταμόρφωσης... 70 Σύμπτωση Μορφολογίας - Μορφομετρίας... 70 Πρότυπα αλλομετρικής αύξησης στη μεταμόρφωση... 71 Συσχέτιση αλλομετρικών προτύπων με τη θερμοκρασία... 74 ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ... 79 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ... 83 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ... 97

2

ΕΙΣΑΓΩΓΗ

4

Εισαγωγή Κύκλος ζωής θαλάσσιων ιχθύων Η πλειονότητα των θαλάσσιων τελεόστεων ιχθύων, χαρακτηρίζεται από ένα κύκλο ζωής ο οποίος περιλαμβάνει πέντε περιόδους. Σε κάθε μια από αυτές, τα ψάρια έχουν χαρακτηριστική μορφολογία, κολυμβητική ικανότητα, διατροφικές συνήθειες, ρυθμούς αύξησης, ηθολογία, αναπαραγωγική ικανότητα και θνησιμότητα. Οι περίοδοι αυτοί είναι του εμβρύου (embryonic), της ιχθυονύμφης (larval), του ιχθυδίου (juvenile), του ενήλικου (adult) και του υπερήλικου (senescent) ατόμου (Σχήμα 1). Οι τέσσερις πρώτες περίοδοι, αποτελούν τον αναπαραγωγικό κύκλο ζωής τον ατόμων, ενώ η τελευταία περίοδος περιλαμβάνει υπερήλικα άτομα που δε συμμετέχουν σε αυτόν (Balon 1975). Οι τρεις πρώτες περίοδοι κατά τις οποίες ο οργανισμός περνά διαδοχικά από τις φάσεις του εμβρύου, της ιχθυονύμφης και του ιχθυδίου, αν και καταλαμβάνουν σχετικά σύντομο χρονικό διάστημα στη ζωή του ψαριού, είναι αυτές στις οποίες γίνονται οι περισσότερες αλλαγές. Οι αλλαγές αυτές χαρακτηρίζονται κυρίως από αύξηση και διαφοροποίηση των οργανισμών. Η τέταρτη περίοδος, αυτή του ενήλικου ατόμου, σηματοδοτείται από την αναπαραγωγική ικανότητα η οποία προκύπτει από τη σεξουαλική ωρίμανση των γονάδων. Τέλος, τα άτομα που καταφέρνουν να φτάσουν σε μεγάλη ηλικία, σταδιακά χάνουν την αναπαραγωγική τους ικανότητα (οι γαμέτες είναι πλέον μη λειτουργικοί ή δεν παράγονται), ελαχιστοποιούνται οι ρυθμοί αύξησής τους, ενώ σε κάποιες περιπτώσεις παρατηρείται ακόμα και μείωση του μεγέθους τους (Fuiman & Werner 2002). Σχήμα 1. Κύκλος ζωής θαλάσσιων ιχθύων (ανασχεδιασμένο από Fuiman & Werner 2002) 5

Εισαγωγή Νεαρά στάδια θαλάσσιων ιχθύων Ως νεαρά στάδια των θαλάσσιων ιχθύων θεωρούνται οι τρεις πρώτες περίοδοι του κύκλου ζωής, δηλαδή αυτές του εμβρύου, της ιχθυονύμφης και του ιχθυδίου. Η πλειονότητα των ιχθύων χαρακτηρίζεται από την παραγωγή εξαιρετικά μεγάλου αριθμού αβγών, τα οποία απελευθερώνονται στο περιβάλλον χωρίς γονική προστασία (Fuiman & Werner 2002). Τα αβγά γονιμοποιούνται από τα αρσενικά άτομα στα πεδία ωοτοκίας και τα αναπτυσσόμενα έμβρυα λαμβάνουν την ενέργεια που απαιτείται, από τη λέκιθο που είναι αποθηκευμένη στο αβγό. Το στάδιο της ιχθυονύμφης, ξεκινά αμέσως μετά την εκκόλαψη των εμβρύων από το αβγό. Η εκκόλαψη, αναλόγως του είδους και της θερμοκρασίας του περιβάλλοντος, μπορεί να διαρκέσει από κάποιες ώρες ως μερικές ημέρες (Fuiman & Werner 2002). Οι λεκιθοφόρες ιχθυονύμφες που προκύπτουν, έχουν περιορισμένη κολυμβητική ικανότητα και συνεπώς η διασπορά τους βασίζεται στην κυκλοφορία του νερού της θαλάσσιας περιοχής στην οποία βρίσκονται. Σε αρκετές περιπτώσεις μάλιστα, τα πεδία ωοτοκίας επιλέγονται από τα ενήλικα άτομα έτσι ώστε η ολοκλήρωση του σχηματισμού της στοματικής συσκευής και του πεπτικού συστήματος να συμπέσει με την άφθονη παρουσία τροφής κατάλληλης για την εξωγενή διατροφή των ιχθυονυμφών. Κατά την περίοδο αυτή η ανάπτυξη του οργανισμού είναι ταχύτατη. Είναι χαρακτηριστικό ότι σε αυτό το στάδιο η βιομάζα των ατόμων αυξάνει τις περισσότερες φορές κατά δέκα (10) έως χίλιες (1000) φορές. Σε αυτά τα πρώτα ιχθυονυμφικά στάδια παρατηρείται μεγάλη θνησιμότητα λόγω του ότι οι ιχθυονύμφες είναι εκτεθειμένες στη θήρευση και ευάλωτες στην έλλειψη τροφής, ιδιαίτερα κατά το πέρασμα από την ενδογενή (λέκιθος) στην εξωγενή διατροφή (Υπόθεση της Κρίσιμης Περιόδου). Σε όλη τη διάρκεια αυτής της περιόδου οι ιχθυονύμφες διαβιούν, τρέφονται και αναπτύσσονται στο ανώτατο στρώμα της στήλης του νερού. Στα βενθοπελαγικά και βενθικά είδη ιχθύων, στη συνέχεια, οι ιχθυονύμφες προχωρούν στο στάδιο της εγκατάστασης. Εγκατάσταση Ως εγκατάσταση (settlement) των ιχθυονυμφών ορίζεται η φάση αλλαγής βιοτόπου των ψαριών τα οποία εγκαταλείπουν το πελαγικό περιβάλλον για να μεταβούν σε ένα συγκεκριμένο τύπο υποστρώματος, συνήθως σε μικρό βάθος και κοντά στην ακτή. Σε ορισμένα είδη που ο κύκλος ζωής τους σχετίζεται με υφάλους (π.χ. coral reef fishes), το πελαγικό στάδιο της ιχθυονύμφης μπορεί να διαρκέσει έως και τρεις μήνες, έως ότου η ιχθυονύμφη εντοπίσει τον κατάλληλο ύφαλο για να εγκατασταθεί (Victor 1986). Σε αυτή τη φάση μάλιστα, οι ιχθυονύμφες δε φαίνονται να εντοπίζουν το υπόστρωμα εγκατάστασης τυχαία, αλλά κολυμπώντας ενεργητικά και με υψηλές ταχύτητες (Fisher et al. 2005), αναζητούν το καταλληλότερο περιβάλλον, ακολουθώντας χημικά και ακουστικά ερεθίσματα (Fuiman & Werner 2002). Στα περισσότερα παράκτια είδη η εγκατάσταση λαμβάνει χώρα 6

Εισαγωγή κοντά στις ακτές, σε περιοχές προστατευμένες από τα έντονα καιρικά φαινόμενα (Walters & Juanes 1993). Λόγω του μικρού μεγέθους τους, της μη πλήρους διαφοροποίησής τους και του γεγονότος ότι υφίστανται συνεχώς ταχύτατες και έντονες αλλαγές στη μορφολογία, τη δομή, τη φυσιολογία και τη συμπεριφορά, οι ιχθυονύμφες αντιμετωπίζουν σε πολύ εντονότερο βαθμό τις προκλήσεις του περιβάλλοντος από ότι τα ενήλικα άτομα. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα, κατά την περίοδο της εγκατάστασης οι ιχθυονύμφες να έχουν ποσοστά θνησιμότητας που αγγίζουν το 90% (Sale & Ferrell 1988), ενώ οι δύο πρώτες περίοδοι της ζωής των ψαριών, να εμφανίζουν ποσοστά συνολικής θνησιμότητας άνω του 95% (Fuiman & Werner 2002). Συνολικά, η μεγάλη αυτή θνησιμότητα αποδίδεται κυρίως στη θήρευση και την έλλειψη τροφής αλλά και σε παράγοντες όπως η διασπορά των αβγών και των ιχθυονυμφών σε ακατάλληλα περιβάλλοντα, φυσικοχημικούς παράγοντες, τη μη εύρεση κατάλληλου υποστρώματος εγκατάστασης, ασθένειες και ανθρώπινες επιδράσεις. Εμμέσως επιδρά και ο ρυθμός της αύξησης, μιας και αυτός καθορίζει το διάστημα κατά το οποίο το ψάρι παραμένει στην ευάλωτη περίοδο της ιχθυονύμφης (Fuiman & Werner 2002). Η μετάβαση από το πελαγικό στο βενθικό περιβάλλον ουσιαστικά συνεπάγεται ένα νέο τρόπο ζωής για τις ιχθυονύμφες. Οι διαφορετικές βιοτικές (είδος τροφής) και αβιοτικές (θερμοκρασία, πίεση, αλατότητα, υπόστρωμα) συνθήκες του βενθικού περιβάλλοντος σε σχέση με το πελαγικό απαιτούν συνεπώς νέες συνήθειες διαβίωσης από τις ιχθυονύμφες. Για να μπορέσουν λοιπόν να ανταποκριθούν στις απαιτήσεις του νέου περιβάλλοντος που πρόκειται να εποικίσουν, οι ιχθυονύμφες είναι αναγκασμένες να υποστούν μια σειρά από αλλαγές. Οι συντριπτική πλειοψηφία των αλλαγών αυτών συντελούνται κατά τη διάρκεια της μεταμόρφωσης, που ακολουθεί τη φάση της εγκατάστασης. Μεταμόρφωση Η μεταμόρφωση (metamorphosis), το πέρασμα δηλαδή των ψαριών από το στάδιο της ιχθυονύμφης στο στάδιο του ιχθυδίου (juvenile), συνδέεται με αλλαγές στη μορφολογία, την αύξηση, τη συμπεριφορά και το ενδιαίτημα, οι οποίες είναι καθοριστικές για την επιβίωση των ατόμων και συνεπώς για τη δομή και τη δυναμική του πληθυσμού στον οποίο πρόκειται να ενσωματωθούν (Fuiman & Werner 2002). Ο ορισμός της μεταμόρφωσης είναι ένα πρόβλημα που χρονίζει. Ο λόγος είναι ότι η μεταμόρφωση δεν έχει κοινά αποδεκτά όρια έναρξης και τερματισμού, με αποτέλεσμα να έχουν προταθεί κατά καιρούς, αρκετοί παρεμφερείς ορισμοί για τα ψάρια που βρίσκονται σε αυτή τη φάση (Copp & Kováč 1996; Vigliola & Harmelin-Vivien 2001). Η έναρξή της μεταμόρφωσης στην πλειοψηφία των περιπτώσεων σχετίζεται με τα πρώτα στάδια εγκατάστασης των ψαριών, στη φάση που αρχίζουν να λαμβάνουν χώρα οι ραγδαίες αλλαγές που αναφέρθηκαν παραπάνω (McCormick et al. 2002). Ωστόσο, υπάρχουν και περιπτώσεις ψαριών που είτε εγκαθίστανται στο βενθικό περιβάλλον όντας ήδη μεταμορφωμένα (Abudefduf saxitilis, McCormick et al. 2002). 7

Εισαγωγή Ως προς τη διάρκεια, υπάρχουν περιπτώσεις ειδών στα οποία η μεταμόρφωση λαμβάνει χώρα σε ένα πολύ μικρό χρονικό διάστημα (Thorisson 1994) καθώς και ειδών στα οποία η μεταμόρφωση είναι μια εκτεταμένη περίοδος, η οποία ξεκινά συνήθως λίγο μετά την εγκατάσταση και ολοκληρώνεται όταν τα ψάρια μοιάζουν με μικρογραφίες των ενηλίκων ατόμων του είδους και ονομάζονται πλέον ιχθύδια (juveniles) (McCormick & Makey 1997). Για τον προσδιορισμό του τέλους της μεταμόρφωσης, δεν υπάρχει επίσης κάποιο σαφώς καθορισμένο σημείο στην αναπτυξιακή πορεία των ψαριών. Έτσι, χρησιμοποιείται μια πληθώρα κριτηρίων, όπως η πλήρης οστεοποίηση (Panfili et al. 2002) ο πλήρης σχηματισμός των ακτίνων των πτερυγίων, η πλήρης κάλυψη του ψαριού με λέπια, η ολοκλήρωση του χρωματικού προτύπου ή τέλος η έναρξη της ισομετρικής αύξησης των μερών του σώματος (Fuiman & Werner 2002). Ορισμένα από τα χαρακτηριστικότερα ίσως παραδείγματα ψαριών που μεταμορφώνονται εμφανώς είναι αυτά της γλώσσας (π.χ. Pleuronectes platessa) και του χελιού (Anguilla anguilla). Ωστόσο, υπάρχουν και αρκετά παραδείγματα βενθοπελαγικών ψαριών, στα οποία έχει καταγραφεί η φάση της μεταμόρφωσης (π.χ. Thorisson 1994, Koumoundouros et al. 1999, Kouttouki et al. 2006). Ένα πολύ σημαντικό ερώτημα που τίθεται όσον αφορά στη σπουδαιότητα των κρίσιμων γεγονότων στη διάρκεια της οντογένεσης (π.χ. μεταμόρφωση) είναι με ποιο τρόπο λαμβάνει χώρα η οντογένεση. Σύμφωνα με το Balon (1984) υπάρχουν δύο πιθανοί τρόποι. Ο πρώτος περιλαμβάνει μια σταδιακή διαδικασία στην οποία συσσωρεύονται στο άτομο μικρές, σχεδόν ασήμαντες αλλαγές, που τελικά το οδηγούν στην ενηλικίωση (gradual ontogeny). Ο δεύτερος τρόπος θεωρεί ότι η οντογένεση είναι μια αλληλουχία ραγδαίων αλλαγών στη μορφή και τη λειτουργία του οργανισμού (thresholds), η οποία αλληλουχία διαχωρίζεται από περιόδους με παρατεταμένη διάρκεια (steps). Σε αυτές τις περιόδους, οι παραπάνω αλλαγές αφομοιώνονται από τον οργανισμό και τον προετοιμάζουν για τις επόμενες ραγδαίες αλλαγές. Ο δεύτερος τρόπος αποτελεί ουσιαστικά αυτό που ο Balon ονομάζει «οντογένεση με άλματα» (saltatory ontogeny). Η μεταμόρφωση, σαν ένα από τα κρίσιμα γεγονότα της οντογένεσης, ωστόσο δεν πρέπει να θεωρείται ούτε τμήμα των ραγδαίων αλλαγών (thresholds), αλλά ούτε και τμήμα των παρατεταμένων περιόδων (steps), καθώς τα όρια αυτών είναι επακριβώς καθορισμένα. Αντίθετα, η μεταμόρφωση θα πρέπει να θεωρείται ως μια διαδικασία αρκετά ευέλικτη, που μπορεί είτε να επιμηκυνθεί ή να συμπιεστεί χρονικά, αναλόγως των περιβαλλοντικών ερεθισμάτων (Balon 1999). Αλλαγές κατά τη μεταμόρφωση Οι αλλαγές που λαμβάνουν χώρα κατά τη διάρκεια της μεταμόρφωσης είναι πολυάριθμες. Η πιο εμφανής ίσως είναι η αλλαγή στη μορφολογία του οργανισμού. Όσον αφορά στο χρωματικό πρότυπο, η διαφάνεια που χαρακτηρίζει το ιχθυονυμφικό στάδιο ενός είδους, αντικαθίσταται προοδευτικά από χρωστικές που καταλήγουν να δώσουν τελικά το χαρακτηριστικό χρωματισμό των ενήλικων ατόμων (Fuiman & Werner 2002). Αλλαγές στο σχήμα που προκαλούνται από διαφορετικούς ρυθμούς αλλομετρικής αύξησης στα διάφορα 8

Εισαγωγή μέρη του σώματος, οδηγούν επίσης στη διαφοροποίηση της μορφής του ατόμου (Gozlan et al. 1999, Koumoundouros et al. 1999, Kouttouki et al. 2006). Ουσιαστικά, κατά τη μεταμόρφωση το ψάρι αναδιαμορφώνεται, πράγμα που απαιτεί την κατανάλωση ενέργειας. Ο Thorisson έδειξε ότι κατά τη διάρκεια της μεταμόρφωσης στο βακαλάο (Gadus morhua) τα στομάχια των ατόμων είναι άδεια σε πολύ μεγάλο ποσοστό (Thorisson 1994). Άλλοι ερευνητές, παρατήρησαν αυξημένα ποσοστά λιπιδίων πριν και κατανάλωση αυτών κατά τη διάρκεια της μεταμόρφωσης (Pfeiler & Luna 1984, Nursall 1989), κατάσταση που σχετίζεται με τις αυξημένες ενεργειακές απαιτήσεις της διαδικασίας αυτής. Αλλαγές έχουν επίσης παρατηρηθεί στους ρυθμούς αύξησης των ατόμων κατά τη διάρκεια της μεταμόρφωσης (Panfili et al. 2002), στην ολοκλήρωση σχηματισμού αισθητηρίων συστημάτων (π.χ. πλευρική γραμμή) (Boglione et al. 2003) και στην ολοκλήρωση σχηματισμού οστών (Sfakianakis et al. 2004). Τέλος σημαντικές αλλαγές λαμβάνουν χώρα και στους ωτόλιθους των ψαριών. Οι ωτόλιθοι είναι συμπαγείς δομές από ενώσεις ανθρακικού ασβεστίου που εντοπίζονται στο εσωτερικό αυτί των ιχθύων. Η διαδικασία της μεταμόρφωσης, πολλές φορές συνοδεύεται από αλλαγές στο σχήμα των ωτολίθων, στη διάταξη των δακτυλίων αύξησης καθώς και στο σχηματισμό δευτερογενών κέντρων αύξησης. Για παράδειγμα, οι ωτόλιθοι των χελιών, υπόκεινται σε δραματικές αλλαγές, τόσο στην εμφάνιση όσο και στη σύσταση, οι οποίες μπορούν να συσχετιστούν άμεσα με αλλαγές στη φυσιολογία των ψαριών αυτών κατά τη διαδικασία της μεταμόρφωσης (Otake et al., 1994, 1997). Με το τέλος της μεταμόρφωσης και της εισαγωγής του ατόμου στην περίοδο του ιχθυδίου (juvenile) η διαφοροποίηση του ψαριού έχει σχεδόν ολοκληρωθεί (σε αυτό το στάδιο αρχίζει η ανάπτυξη των αναπαραγωγικών οργάνων του ψαριού) και η κυρίαρχη διαδικασία στα ιχθύδια είναι η σωματική αύξηση. Η αύξηση αυτή συνήθως είναι ισομετρική και το ξηρό βάρος ενός ιχθυδίου μπορεί να πολλαπλασιαστεί κατά χίλιες (1000) έως ένα εκατομμύριο (1000000) φορές. Στο τέλος της περιόδου του ιχθυδίου, με τη διαδικασία της στρατολόγησης (recruitment) τα ψάρια εισέρχονται στο αλιευόμενο απόθεμα (Fuiman & Werner 2002). Όταν τα ψάρια φτάσουν τη σεξουαλική ωριμότητα, ο αναπαραγωγικός κύκλος των ατόμων ξαναρχίζει (Σχήμα 1). Από τα παραπάνω γίνεται κατανοητό ότι η διαδικασία της μεταμόρφωσης αποτελεί μια από τις κρισιμότερες φάσεις στη ζωή των ψαριών για την επιβίωσή τους (Thorisson 1994, Copp & Kováč 1996). Η ποσότητα των διαθέσιμων στον άνθρωπο ιχθυοαποθεμάτων είναι άμεσα συνδεδεμένη με τη βιωσιμότητα των ψαριών κατά τα νεαρά στάδια της ζωής τους (Houde 1989). Όταν μάλιστα παρατηρείται ότι η συνολική θνησιμότητα από το στάδιο του αβγού έως το στάδιο του ιχθυδίου είναι μεγαλύτερη από 99% (Fuiman & Werner 2002), γίνεται κατανοητή η κρισιμότητα και η σημασία των νυμφικών σταδίων και συγκεκριμένα της διαδικασίας της μεταμόρφωσης, για την αφθονία των ιχθυοπληθυσμών. 9

Εισαγωγή Γενικά χαρακτηριστικά των νεαρών σταδίων της οικογένειας Sparidae Η συστηματική κατάταξη της οικογένειας Sparidae είναι η ακόλουθη: Βασίλειο : Ζώα (Animalia) Φύλο : Χορδωτά (Chordata) Υποφύλο : Σπονδυλωτά (Vertebrata) Υπερκλάση : Γναθοστόματα (Gnathostomata) Ομάδα : Ιχθύες (Pisces) Κλάση : Ακτινοπτερύγιοι (Aktinopterygii) Υποκλάση : Νεοπτερύγιοι (Neopterygii) Τάξη : Perciformes Υπόταξη : Percoidei Οικογένεια : Sparidae Η οικογένεια Sparidae αποτελείται από 35 γένη και 112 είδη. Αυτά εντοπίζονται κυρίως σε θαλάσσιο περιβάλλον και πολύ σπάνια σε υφάλμυρα ή γλυκά νερά. Κατανέμονται σε τροπικές και εύκρατες περιοχές του Ατλαντικού του Ινδικού, του Ειρηνικού Ωκεανού, στη Μεσόγειο και τη Μαύρη Θάλασσα. Στη Μεσόγειο η οικογένεια αντιπροσωπεύεται από 26 είδη. Στην παρούσα μελέτη εξετάστηκαν τέσσερα είδη που ανήκουν στα γένη Diplodus και Oblada. Αυτά ήταν τα Diplodus puntazzo (Cetti, 1777) (μυτάκι), Diplodus vulgaris (Geoffroy Saint-Hilaire, 1817) (σαργόπαπας ή κακαρέλος), Diplodus sargus (Linnaeus, 1758) (σαργός) και Oblada melanura (Linnaeus, 1758) (μελανούρι). Η πλειοψηφία των μέχρι σήμερα ερευνών για τα νεαρά στάδια των ψαριών της οικογένειας Sparidae, όσον αφορά στις οικολογικές τους απαιτήσεις, είναι εστιασμένη σε είδη του γένους Diplodus. Έτσι, στη βορειοδυτική Μεσόγειο, το μυτάκι ξεκινά να εγκαθίσταται από τον Οκτώβριο έως τις αρχές Νοεμβρίου, ενώ ο σαργός από τα μέσα Μαΐου έως τα τέλη Ιουνίου. Ο σαργόπαπας παρουσιάζει δύο διακριτές φάσεις στο πρότυπο εγκατάστασής του στην παράκτια ζώνη, μια πρώτη ξεκινά στις αρχές του Οκτωβρίου με αρχές Νοεμβρίου και μια δεύτερη και μεγαλύτερης έντασης, από τον Ιανουάριο έως το Μάρτιο (Garcia-Rubies & Macpherson 1995, Harmelin-Vivien et al. 1995). Στην Ελλάδα, το μελανούρι εγκαθίσταται στην παράκτια ζώνη στα τέλη Μαΐου με αρχές Ιουνίου (προσωπικές παρατηρήσεις). Οι απαιτήσεις των ειδών του γένους Diplodus όσον αφορά στο μικροπεριβάλλον τους έχουν περιγραφεί αναλυτικά από τον Macpherson (1998). Το μυτάκι και ο σαργός προτιμούν ρηχές περιοχές μεταξύ σχισμών βράχων που εντοπίζονται σε αμμώδες υπόστρωμα βάθους μικρότερου από δύο μέτρα (2 m), ενώ ο σαργόπαπας προτιμά ευρύτερες και βαθύτερες περιοχές, βάθους πέντε (5 m) έως έξι (6 m) μέτρων. Τα τρία αυτά είδη κατά τη διαδικασία της εγκατάστασης σχηματίζουν μονοειδικά κοπάδια, το καθένα από τα οποία δεν καταλαμβάνει 10

Εισαγωγή έκταση μεγαλύτερη από δύο τετραγωνικά μέτρα (2 m 2 ). Το μήκος των ατόμων κατά την εγκατάσταση είναι κατά μέσο όρο ίδιο και για τα τρία είδη του γένους Diplodus, περίπου 6.6 (6.6 mm) χιλιοστά τυπικού μήκους (SL) (Vigliola & Harmelin-Vivien 2001). Σκοπός εργασίας Υπάρχει μια πληθώρα μελετών που εξετάζουν τη φάση της μεταμόρφωσης στα ψάρια, με την προσέγγιση της φάσης αυτής να γίνεται κυρίως μέσω της εξέτασης της μορφομετρίας κατά τη μετάβαση από την περίοδο της ιχθυονύμφης στην περίοδο του ιχθυδίου (π.χ. Osse 1990, Osse & van den Boogaart 1995, Osse et al. 1997, Gozlan et al. 1999, Koumoundouros et al. 1999, Loy et al. 2001, Peck et al. 2005, Kouttouki et al. 2006) καθώς στη φάση αυτή η αλλομετρική αύξηση των διαφόρων μερών του σώματος είναι εντονότατη. Στις περισσότερες μελέτες που σχετίζονται με τη μεταμόρφωση, εκτός από τη μορφομετρία, εξετάζονται παράλληλα και άλλοι χαρακτήρες (π.χ. χρωματισμός McCormick 2002, κάλυψη με λέπια Fuiman et al. 1998 κ.α. ) και συγκεκριμένα η ολοκλήρωση του καθενός σε σχέση με το μέγεθος του ψαριού. Ωστόσο, η εξέταση κάθε φορά μεμονωμένων χαρακτήρων δε μπορεί να αποτυπώσει πλήρως μια τόσο περίπλοκη διαδικασία όπως είναι η μεταμόρφωση, κατά τη διάρκεια της οποίας το ψάρι αναδιαμορφώνεται πλήρως (remodeling process). Για το λόγο αυτό οι Ditty et al. (2003) επιχείρησαν μέσα από την ταυτόχρονη εξέταση ενός πλήθους χαρακτήρων (χρωματισμός, οστεολογία, κάλυψη με λέπια, κ.α.), να προσδιορίσουν καλύτερα συγκεκριμένες φάσεις της αναπτυξιακής ιστορίας των ατόμων, όπως αυτή της μεταμόρφωσης. Στην παρούσα εργασία μελετήθηκε η φάση της μεταμόρφωσης σε τέσσερα είδη της οικογένειας Sparidae. Τα είδη της οικογένειας Sparidae που μελετήθηκαν, εγκαθίστανται στην ίδια περιοχή (η οποία διαθέτει τα απαραίτητα μικροπεριβάλλοντα εγκατάστασης για το κάθε είδος), σε διαφορετικές εποχές κατά τη διάρκεια του έτους. Αυτές οι διαφορές ως προς την περίοδο της εγκατάστασης των τεσσάρων αυτών ειδών γέννησε ορισμένα ερωτήματα: 1. Ποια η επίδραση της θερμοκρασίας, κατά τις διακριτές περιόδους εγκατάστασης των τεσσάρων ειδών που μελετήθηκαν, στη μεταμόρφωση; 2. Επηρεάζει η θερμοκρασία το πρότυπο αλλομετρικής αύξησης κάθε είδους; 3. Πως μεταβάλλεται η μορφομετρία των τεσσάρων ειδών κατά τη μεταμόρφωση; 4. Συμπίπτουν οι μεταβολές της μορφομετρίας με τις αλλαγές που λαμβάνουν χώρα στους λοιπούς χαρακτήρες (χρωματισμός, οστεολογία, κάλυψη με λέπια); 5. Πως μπορεί να οριστεί ένα μέσο μήκος μεταμόρφωσης; Με βάση τα παραπάνω ερωτήματα επιχειρήθηκε o προσδιορισμός της φάσης της μεταμόρφωσης, στα τέσσερα είδη της οικογένειας Sparidae που μελετήθηκαν, μέσω μιας σύνθετης εξέτασης τόσο της μορφομετρίας όσο και της μορφολογίας. Συγκεκριμένα: 11

Εισαγωγή Μελετήθηκε η μορφομετρία των ειδών κατά τη φάση της μεταμόρφωσης τόσο με κλασσική μορφομετρική διπαραγοντική ανάλυση, όσο και με πολυπαραγοντική προσέγγιση (PCA). Με βάση την πολυπαραγοντική ανάλυση του προτύπου αλλομετρικής αύξησης, επιχειρήθηκε ο ορισμός ενός μέσου μήκους μεταμόρφωσης για το κάθε είδος. Μελετήθηκε η μορφολογία των ψαριών όπως εκφράζεται μέσα από συγκεκριμένους μορφολογικούς χαρακτήρες (χρωματισμός, οστεολογία, κάλυψη με λέπια), εφαρμόζοντας μια πολυπαραγοντική προσέγγιση. Αυτό έγινε για να ελεγχθεί εάν οι παρατηρούμενες αλλαγές στη μορφολογία των ψαριών, συμπίπτουν με τις παρατηρούμενες αλλαγές στο πρότυπο αλλομετρικής αύξησης, όπως αυτό προκύπτει από την πολυπαραγοντική μορφομετρική ανάλυση. Σε ένα είδος (Diplodus sargus), εξετάστηκε εάν το σχήμα των ωτολίθων μεταβάλλεται κατά τη διάρκεια της φάσης της μεταμόρφωσης και ελέγχθηκε το κατά πόσο σχετίζονται οι αλλαγές αυτές με τις αλλαγές της μορφομετρίας σε αυτή τη φάση. Τέλος, διερευνήθηκε εάν οι διαφορετικές θερμοκρασίες στις διαφορετικές εποχές εγκατάστασης των διαφορετικών ειδών, επηρεάζουν ή σχετίζονται με τα παρατηρούμενα πρότυπα αλλομετρικής αύξησης. 12

ΥΛΙΚΑ & ΜΕΘΟΔΟΙ

14

Δειγματοληψίες Υλικά & Μέθοδοι Κατά τα έτη 2005 και 2006 πραγματοποιήθηκαν δειγματοληψίες ιχθυδίων ειδών της οικογένειας Sparidae στην παράκτια περιοχή νοτίως των εκβολών του ποταμού Αχελώου (Σχήμα 2). Οι συλλήψεις έγιναν με χρήση κατάλληλων αποχών ή κυκλικού διχτυού, κατόπιν υποβρύχιου εντοπισμού σε βάθος νερού που δεν υπερέβαινε τα 2 μέτρα. Οι ημερομηνίες δειγματοληψιών, τα είδη που συλλέχθηκαν και ο Σχήμα 2. Περιοχή δειγματοληψίας αριθμός των ατόμων που χρησιμοποιήθηκαν στις αναλύσεις φαίνονται στον Πίνακα I. Παράλληλα με τις δειγματοληψίες ιχθυδίων, στην περιοχή μελέτης καταγράφηκε η θερμοκρασία του νερού για διάστημα ενός έτους. Για την καταγραφή της θερμοκρασίας ποντίστηκαν 2 αυτόματοι καταγραφείς θερμοκρασίας (OMEGA Nomad ΟΜ-41) σε βάθη ενός (1 m) και δύο (2 m) μέτρων, αντίστοιχα, με ρύθμιση καταγραφής ανά δεκαπέντε λεπτά (15 min). Η μέση ημερήσια θερμοκρασία απεικονίζεται στο Σχήμα 3, ενώ στον Πίνακα I φαίνεται η μέση εβδομαδιαία θερμοκρασία (T m ) κατά την περίοδο των δειγματοληψιών. Πίνακας I. Ημερομηνίες δειγματοληψιών, συλληφθέντα είδη, αριθμός εξετασθέντων ατόμων σε κάθε ανάλυση και μέση εβδομαδιαία θερμοκρασία κατά την περίοδο της εκάστοτε δειγματοληψίας Ημερομηνίες δειγματοληψιών Είδος Ανάλυση μορφομετρίας και μορφολογίας Αριθμός ατόμων που εξετάστηκαν Ανάλυση οστεολογίας Ανάλυση σχήματος ωτολίθων Μέση εβδομαδιαία θερμοκρασία ( ο C) T m 23-27/07/2005 Oblada melanura 176 41 23.92 24-30/11/2005 Diplodus puntazzo 134 33 17.55 09-14/02/2006 Diplodus vulgaris 181 25 12.52 18-23/05/2006 Diplodus sargus 183 38 140 18.43 Σχήμα 3. Εξέλιξη της μέσης ημερήσιας θερμοκρασίας στην περιοχή της δειγματοληψίας. Τα βέλη υποδηλώνουν τη μέση ημερομηνία συλλογής των τεσσάρων ειδών. 15

Υλικά & Μέθοδοι Μετά τη σύλληψη, τα ιχθύδια μεταφέρονταν ζωντανά στο εργαστήριο, αναισθητοποιούνταν και φωτογραφίζονταν με ψηφιακή φωτογραφική μηχανή κατάλληλα προσαρμοσμένη σε στερεοσκόπιο, ή, μακροσκοπικά. Η συγκέντρωση του αναισθητικού (ethylenglycol-monophenylether) ρυθμιζόταν ανάλογα με την επίδραση του διαλύματος σε άτομα τα οποία τοποθετούνταν σε αυτό δοκιμαστικά, και ήταν συνήθως περίπου 2 ml l -1. Μετά το πέρας της φωτογράφησης κάθε ιχθύδιο αποθηκευόταν ατομικά σε συντηρητικό διάλυμα φορμόλης 5% ρυθμισμένο με βόρακα σε ph 8.8. Ανάλυση μορφομετρίας Από τις ψηφιακές φωτογραφίες των ιχθυδίων, μετρήθηκαν δεκαεπτά (17) μορφομετρικοί χαρακτήρες (Πίνακας ΙΙ, Σχήμα 4), με ακρίβεια 0.1 mm με τη χρήση του λογισμικού Τpsdig 1. Πίνακας II. Μορφομετρικοί χαρακτήρες που μετρήθηκαν στα ιχθύδια. Μορφομετρικός χαρακτήρας Περιγραφή Τυπικό μήκος (SL) Από την άκρη του ρύγχους έως το τέλος των υπουραίων πλακών Μεσουραίο μήκος (FL) Από την άκρη του ρύγχους έως το άκρο της μικρότερης ακτίνας του ουραίου πτερυγίου Μήκος ρύγχους (SNL) Από την άκρη του ρύγχους έως το εμπρόσθιο άκρο του ματιού Διάμετρος ματιού (EyeD) Από το εμπρόσθιο έως το οπίσθιο άκρο του ματιού Από την άκρη του ρύγχους έως το απώτατο άκρο του Μήκος κεφαλής (HL) βραγχιακού επικαλύμματος Προ-ραχιαίο μήκος (PreDFL) Από την άκρη του ρύγχους έως την αρχή του ραχιαίου πτερυγίου Μετα-ραχιαίο μήκος (PostDFL) Από την άκρη του ρύγχους έως το τέλος του ραχιαίου πτερυγίου Προ-εδρικό μήκος (PreAFL) Από την άκρη του ρύγχους έως την αρχή του εδρικού πτερυγίου Μετα-εδρικό μήκος (PostAFL) Από την άκρη του ρύγχους έως το τέλος του εδρικού πτερυγίου Προ-κοιλιακό μήκος (PrePlvFL) Από την άκρη του ρύγχους έως τη βάση των κοιλιακών πτερυγίων Μήκος έως την έδρα (PreAL) Από την άκρη του ρύγχους έως την έδρα Μήκος μέσου σώματος (ΜidΒL) Από το απώτατο σημείο του βραγχιακού επικαλύμματος έως την έδρα Μήκος μετά την έδρα (PostAL) Από την έδρα έως το τέλος των υπουραίων πλακών Ύψος στο μάτι (Hheight) Ύψος κεφαλής πίσω από το μάτι Ύψος κεφαλής (Oheight) Ύψος κεφαλής πίσω από το βραγχιακό επικάλυμμα Ύψος στην έδρα (Aheight) Ύψος στην έδρα Ύψος ουραίου μίσχου (Cpheight) Ελάχιστο ύψος ουραίου μίσχου Σχήμα 4. Μορφομετρικοί χαρακτήρες. A-B: SNL, Β-Γ: ΕyeD, Α-Δ: ΗL, Α-Ε: PreDFL, Α-Ζ: PrePlvFL, Α-Η: PreAL, Α-Θ: PreAFL, Α-Ι: PostDFL, Α-Κ: PostAFL, Α-Λ: SL, A-M: FL, Δ-Η: MidBL, Η-Λ: PostAL, 1: Hheight, 2: Oheight, 3: Aheight, 4: Cpheight (βλ. Πίνακα II για τις επεξηγήσεις των συντομογραφιών). 1 Λογισμικό δημόσιας πρόσβασης, ανεπτυγμένο στο Εθνικό Ινστιτούτο Υγείας των ΗΠΑ (NIH), ελεύθερα διαθέσιμο στο διαδίκτυο στην ηλεκτρονική διεύθυνση: http://rsb.info.nih.gov/ij/ 16

Υλικά & Μέθοδοι Ακολούθως, για κάθε είδος, διερευνήθηκε η αλλομετρική αύξηση κάθε χαρακτήρα σε σχέση με το τυπικό μήκος (SL), με τη χρήση της αλλομετρικής εξίσωσης(jolicoeur 1963a), Y=ax b exp ε και, συγκεκριμένα, τη λογαριθμικά μετασχηματισμένη μορφή της, log(y) = log(a) + blog(x)+ε, όπου Υ: οι τιμές του εκάστοτε χαρακτήρα, b: ο συντελεστής αλλομετρίας και α: η σταθερά της αλλομετρικής εξίσωσης και ε: οι υπολειμματικές τιμές (residuals). Για κάθε χαρακτήρα, log(υ), πραγματοποιήθηκε γραμμική παλινδρόμηση σε σχέση με το τυπικό μήκος, log(sl) και ακολούθησε ανάλυση των υπολειμματικών τιμών (residuals) των γραμμικών παλινδρομήσεων. Εμφάνιση τάσης (μη τυχαίου προτύπου) στην κατανομή των υπολειμματικών τιμών σε σχέση με το SL, υποδεικνύει πιθανή αλλαγή των παραμέτρων α και b της αλλομετρικής εξίσωσης και κατά συνέπεια μη σταθερό πρότυπο αλλομετρικής αύξησης (Sagnes et al. 1997, Gozlan et al. 1999). Για την ταυτόχρονη εξέταση όλων των μορφομετρικών χαρακτήρων που μετρήθηκαν και τον προσδιορισμό των προτύπων πολυπαραγοντικής αλλομετρίας χρησιμοποιήθηκε η Ανάλυση Κυρίων Συνιστωσών (Principal Component Analysis, PCA) (Jolicoeur 1963b, Shea 1985). Όταν χρησιμοποιούνται οι λογαριθμικά μετασχηματισμένες τιμές των μορφομετρικών χαρακτήρων μιας οντογενετικής σειράς και ο πίνακας συνδιακυμάνσεων (covariance matrix), η 1 η κύρια συνιστώσα (PC1) είναι ο άξονας της αλλομετρικής αύξησης (allometric vector) (Shea 1985). Τα ιδιοδιανύσματα (eigenvectors) της PC1 εκφράζουν την αλλομετρική αύξηση των επιμέρους μορφομετρικών χαρακτήρων. Ένας χαρακτήρας αυξάνεται ισομετρικά όταν το ιδιοδιάνυσμα του στην PC1 ισούται με 1, όπου p: ο αριθμός των μορφομετρικών p χαρακτήρων που χρησιμοποιήθηκαν στην ανάλυση (Jolicoeur 1963a). Σύμφωνα με το Shea, όταν οι τιμές στη 2 η κύρια συνιστώσα (PC2) μιας οντογενετικής σειράς δεδομένων παρουσιάζουν πλάγια διάταξη (oblique orientation) ως προς την 1 η κύρια συνιστώσα (PC1), η PC2 εμπεριέχει πληροφορία για το σχήμα που σχετίζεται με την αύξηση στο μέγεθος, δηλαδή την αλλαγή στο σχήμα που προκύπτει λόγω της διαφορετικής αλλομετρικής αύξησης των χαρακτήρων (Shea 1985). Κατά συνέπεια, αλλαγές στην κλίση της διάταξης των τιμών της PC2 σε μια οντογενετική σειρά, θα υποδηλώνουν αλλαγές στα πρότυπα αλλομετρικής αύξησης κατά την ανάπτυξη. Το μέσο μήκος μεταβολής του αλλομετρικού προτύπου του συνόλου των μορφομετρικών χαρακτήρων, προσδιορίστηκε με τη λογική αυτή, με εφαρμογή μιας ειδικής μορφής γραμμικής παλινδρόμησης (κατά-τμήματα γραμμική παλινδρόμηση / piece-wise linear regression). y = + b x + b (x - b )(x b ) ε, b 0 1 2 3 3 + όπου y: η εξαρτημένη μεταβλητή (PC2), x: η ανεξάρτητη μεταβλητή (SL), b 0 το σημείο τομής του μοντέλου με τον άξονα των τεταγμένων, b 1 : η κλίση της ευθείας ως προς τον 17

Υλικά & Μέθοδοι άξονα των τετμημένων, b 2 : η αλλαγή κλίσης της ευθείας, b 3 : το μήκος αλλαγής του προτύπου αλλομετρικής αύξησης και ε: οι υπολειμματικές τιμές (residuals). Ο έλεγχος της μεθόδου που χρησιμοποιήθηκε (PCA και piece-wise linear regression) για τον προσδιορισμό του μέσου μήκους μεταβολής του αλλομετρικού προτύπου, πραγματοποιήθηκε με ανάλυση των υπολειμματικών τιμών των γραμμικών παλινδρομήσεων των μορφομετρικών χαρακτήρων σε σχέση με το SL, πριν και μετά το προσδιορισμένο μήκος αλλαγής του προτύπου αλλομετρικής αύξησης. Σε αυτή την περίπτωση, οι υπολειμματικές τιμές των επιμέρους αλλομετρικών εξισώσεων θα πρέπει να κατανέμονται τυχαία. Οι συντελεστές αλλομετρίας (b) όπως εκτιμήθηκαν από τις γραμμικές παλινδρομήσεις για κάθε ομάδα ατόμων (πριν και μετά το σημείο αλλαγής του προτύπου αλλομετρικής αύξησης, στο εφεξής αποκαλούμενες «Ομάδα 1» και «Ομάδα 2») συγκρίθηκαν με τη μονάδα (b=1, ισομετρία) με την εφαρμογή t-test. Οι συγκρίσεις στις επιμέρους αλλομετρικές εξισώσεις των δύο Ομάδων, πραγματοποιήθηκαν με μοντέλο ανάλυσης συνδιασποράς (ANCOVA) για να διαπιστωθεί εάν διέφεραν στατιστικά σημαντικά πριν και μετά το σημείο μεταβολής του προτύπου αλλομετρικής αύξησης (Zar 1984). Αρχικά συγκρίθηκαν οι κλίσεις (slopes) με το εξής μοντέλο: y = σταθερά + Ομάδα + x + (Ομάδα)*x Εάν η αλληλεπίδραση δεν ήταν στατιστικά σημαντική (παραλληλία των γραμμών παλινδρόμησης) γινόταν σύγκριση των σημείων τομής με τον άξονα y (y-intercepts): y = σταθερά + Ομάδα + x, όπου y: ο εξεταζόμενος χαρακτήρας, x: το τυπικό μήκος (SL) και Ομάδα: τα άτομα πριν (Ομάδα 1) και μετά (Ομάδα 2) το σημείο μεταβολής του προτύπου αλλομετρικής αύξησης. Πολυπαραγοντική αλλομετρία Σύμφωνα με τη θεωρία της πολυπαραγοντικής αλλομετρίας (Jolicoeur 1963a; Shea 1985) όταν πραγματοποιείται PCA χρησιμοποιώντας πίνακα συνδιακυμάνσεων (covariance matrix) σε λογαριθμικά μετασχηματισμένες τιμές των μετρήσεων των μορφομετρικών χαρακτήρων μιας οντογενετικής σειράς δεδομένων, αποδεικνύεται πως η αναλογία Ιδιοδιάνυσ μα ( Y) Ιδιοδιάνυσμα ( SL) ισούται με το συντελεστή αλλομετρίας b, που προκύπτει από τη διπαραγοντική ανάλυση του εκάστοτε μορφομετρικού χαρακτήρα (Y) σε σχέση με το SL. Μετά τον προσδιορισμό του μήκους αλλαγής του προτύπου αλλομετρικής αύξησης για κάθε είδος, ελέγχθηκαν οι παραπάνω αναλογίες σε σχέση με τους αντίστοιχους διμεταβλητούς συντελεστές αλλομετρικής αύξησης στην Ομάδα 1 και Ομάδα 2 ξεχωριστά. Επιπλέον, υπολογίστηκαν η μέση τιμή και τα 95% όρια εμπιστοσύνης (confidence intervals, CI) του ιδιοδιανύσματος της PC1 για κάθε μορφομετρικό χαρακτήρα (Υ) με τη μέθοδο bootstrap (Efron 1981; Efron & Tibshirani 1986) πραγματοποιώντας 1000 επαναλήψεις για κάθε ομάδα ατόμων (Ομάδα 1 και Ομάδα 2). Με τον υπολογισμό των παραπάνω, κατέστη δυνατός στη συνέχεια ο έλεγχος του κάθε ιδιοδιανύσματος της PC1 ως προς την τιμή της 18

πολυπαραγοντικής ισομετρίας, Υλικά & Μέθοδοι 1. Με αυτόν τον τρόπο συγκρίθηκαν τα πρότυπα p πολυπαραγοντικής αλλομετρίας εντός και μεταξύ των ειδών. Τα παρατηρούμενα πρότυπα αλλομετρικής αύξησής των ειδών συγκρίθηκαν περαιτέρω με ανάλυση ομαδοποίησης (cluster analysis) των κανονικοποιημένων ιδιοδιανυσμάτων της PC1, χρησιμοποιώντας Ευκλείδειες αποστάσεις και την τεχνική σύνδεσης των μέσων όρων (group average linkage). Ο έλεγχος συσχέτισης της θερμοκρασίας με τα παρατηρούμενα πρότυπα αλλομετρικής αύξησης των ειδών (ιδιοδιανύσματα PC1) πραγματοποιήθηκε συσχετίζοντας τις τιμές (NMDS scores) που προέκυψαν από την τεχνική κατάταξης (ordination) της Μη-Μετρικής Πολυδιάστατης Διαβάθμισης (non-metric multidimensional scaling ordination, NMDS) με τη θερμοκρασία με ανάλυση πολλαπλής παλινδρόμησης (multiple regression analysis). Για την κατάταξη των παραπάνω ιδιοδιανυσμάτων με τη μέθοδο NMDS χρησιμοποιήθηκε πίνακας ομοιότητας Ευκλείδειων αποστάσεων. Οι θερμοκρασίες που χρησιμοποιήθηκαν για την ανάλυση ήταν η μέση θερμοκρασία (Τ m ) της εβδομάδας δειγματοληψίας καθώς και αυτές μίας, δύο, τριών και τεσσάρων εβδομάδων πριν. Συγκεκριμένα, ως εξαρτημένες μεταβλητές στην ανάλυση πολλαπλής παλινδρόμησης χρησιμοποιήθηκαν οι τιμές (NMDS scores) του κάθε άξονα της NMDS, ενώ ως ανεξάρτητη μεταβλητή χρησιμοποιήθηκε η εκάστοτε μέση εβδομαδιαία θερμοκρασία (Τ m ) που εξετάστηκε. Η μέση εβδομαδιαία θερμοκρασία που σχετίστηκε καλύτερα με την αλλομετρική αύξηση των ατόμων, θεωρήθηκε αυτή με τον καλύτερο συντελεστή προσδιορισμού (r 2 ). Οι γραμμές παλινδρόμησης σχεδιάστηκαν στη συνέχεια στο αντίστοιχο γράφημα της NMDS με την τεχνική των Kruskal και Wish (Kruskal & Wish 1978). Η κατεύθυνση της γραμμής παλινδρόμησης με τον καλύτερο συντελεστή προσδιορισμού (r 2 ) βρίσκεται σε γωνία φ r με τον r MDS άξονα. Το συνημίτονο κατεύθυνσης (c r ) της γωνίας φ r προκύπτει από τον ακόλουθο τύπο: c = +, όπου b 1 και b 2 οι 2 2 r br / b1 b2 συντελεστές της πολλαπλής παλινδρόμησης a + b1 x1 + b2 x2, όπου x 1 και x 2 οι τιμές του πρώτου και δεύτερου άξονα MDS (Somarakis et al. 2002). Με βάση τα συνημίτονα αυτά, προβλήθηκαν οι ευθείες παλινδρόμησης πάνω στο διάγραμμα NMDS. Το μέσο μήκος μεταμόρφωσης, όπως εκτιμήθηκε από τη μορφομετρική ανάλυση, συγκρίθηκε στη συνέχεια με αλλαγές σε μορφολογικούς χαρακτήρες. Για να επιτευχθεί ένας, όσο το δυνατόν πιο ολοκληρωμένος καθορισμός της μεταμόρφωσης βάσει των μορφολογικών κριτηρίων, χρησιμοποιήθηκε η προσέγγιση που προτείνεται από τους Ditty et al. (2003). Σύμφωνα με αυτούς, τα όρια των διαφόρων φάσεων στην αναπτυξιακή πορεία ενός είδους (π.χ. μεταμόρφωση), προσδιορίζονται ορθότερα όταν εξετάζεται ταυτόχρονα ένα σύνολο από διαφορετικούς χαρακτήρες (που μπορεί να είναι μορφολογικοί, αλλά και ηθολογικοί, φυσιολογικοί, κ.λ.π.) παρά μεμονωμένοι χαρακτήρες ξεχωριστά. Τα συλληφθέντα ιχθύδια της μελέτης μας εξετάστηκαν λοιπόν ως προς ένα αριθμό μορφολογικών χαρακτήρων (χρωματισμό, οστεολογία, λέπια), οι οποίοι κατηγοριοποιήθηκαν κατάλληλα και υποβλήθηκαν σε πολυπαραγοντική ανάλυση. Τα αποτελέσματα της ανάλυσης 19

Υλικά & Μέθοδοι συγκρίθηκαν στη συνέχεια με το σημείο αλλαγής του προτύπου αλλομετρικής αύξησης, όπως αυτό προέκυψε από την μορφομετρική ανάλυση. Ανάλυση μορφολογίας Τα ιχθύδια που συμμετείχαν στην ανάλυση μορφομετρίας εξετάστηκαν και ως προς συγκεκριμένους μορφολογικούς χαρακτήρες (Πίνακας ΙΙΙ). Ακολούθησε κατηγοριοποίηση των ποιοτικών χαρακτήρων, τέτοια ώστε οι κατηγορίες που χρησιμοποιήθηκαν να αντιστοιχούν σε κοινά παρατηρούμενα πρότυπα σε όλα τα είδη. Η μελέτη του χρωματικού προτύπου των ατόμων πραγματοποιήθηκε με τη βοήθεια στερεοσκοπίου, στα συντηρημένα άτομα. Οι υπόλοιποι χαρακτήρες εξετάστηκαν επίσης με τη χρήση στερεοσκοπίου, μετά τη χρώση των ατόμων (βλ. παρακάτω). Πίνακας III. Μορφολογικοί χαρακτήρες που μελετήθηκαν και κατηγορία στην οποία εντάχθηκε το παρατηρούμενο μορφολογικό πρότυπο Μορφολογικός Κατηγορία Παρατηρούμενο πρότυπο χαρακτήρας Χρωματικό πρότυπο Πλευρική γραμμή Βαθμός κάλυψης της κοιλιακής περιοχής με 0 Μελανοφόρα στο κεφάλι ή/και κηλίδα στον ουραίο μίσχο 1 Μελανοφόρα στο κεφάλι και στις πλευρές του σώματος 2 Ολοκληρωμένο χρωματικό πρότυπο ενηλίκου ατόμου 0 Απουσία πλευρικής γραμμής 1 Έναρξη σχηματισμού πλευρικής γραμμής 2 Ολοκλήρωση πλευρικής γραμμής 0 Απουσία λεπιών από κοιλιακή περιοχή 1 Κάλυψη κοιλιακής περιοχής κατά 50% με λέπια λέπια 2 Πλήρης κάλυψη κοιλιακής περιοχής με λέπια 0 Απουσία λεπιών από σώμα 1 Κάλυψη σώματος κατά 25% με λέπια 2 Κάλυψη σώματος κατά 50% με λέπια 3 Κάλυψη σώματος κατά 75% με λέπια Βαθμός κάλυψης του σώματος με λέπια 4 Πλήρης κάλυψη σώματος με λέπια Ανάλυση οστεολογίας Από κάθε εξεταζόμενο είδος επιλέχθηκε μια οντογενετική σειρά ατόμων (ένα άτομο ανά 0.5 mm ή περισσότερο αν δεν υπήρχαν άτομα με το κατάλληλο μήκος) στα άτομα της οποίας πραγματοποιήθηκε χρώση των χόνδρων και των οστών τους, για να προσδιοριστεί η κατάσταση στην οποία βρίσκονταν συγκεκριμένοι Εικόνα 1. Φωτογραφία μελανουριού μετά από χρώση με κυανό της Αλσατίας και αλιζαρίνη. οστεολογικοί χαρακτήρες που επιλέχθηκαν να μελετηθούν (Πίνακας IV, Σχήμα 5). Η διαδικασία της χρώσης των χόνδρων και των ασβεστοποιημένων οστών στα ιχθύδια πραγματοποιήθηκε με διαδοχική εμβάπτιση του κάθε ιχθυδίου σε ειδικά διαλύματα 20

Υλικά & Μέθοδοι χρωστικών Κυανό της Αλσατίας (Alcian Blue) και Ερυθρό της Αλιζαρίνη (Alizarin Red S), αντίστοιχα (Park & Kim 1984) (Εικόνα 1). Η εξέταση των χαρακτήρων αυτών περιλάμβανε τη βαθμονόμηση της κατάστασης στην οποία βρίσκονταν οι εν λόγω χαρακτήρες, με τον ακόλουθο τρόπο. Στους χαρακτήρες που δεν είχε αρχίσει η οστεοποίηση αποδιδόταν η τιμή μηδέν (0), σε αυτούς που είχε αρχίσει αλλά δεν είχε ολοκληρωθεί η οστεοποίηση, η τιμή ένα (1) και τέλος, στους χαρακτήρες που είχε ολοκληρωθεί η οστεοποίηση, δινόταν η τιμή δύο (2). Από τους παραπάνω χαρακτήρες για την ανάλυση χρησιμοποιήθηκαν όλοι πλην αυτών των ακτινοτριχίων, των λεπιδοτριχίων, των άπω πτερυγιοφόρων του εδρικού πτερυγίου και των δερματοτριχίων του ουραίου πτερυγίου. Αυτοί οι χαρακτήρες δε χρησιμοποιήθηκαν γιατί, μέσα στο εξεταζόμενο εύρος μηκών, η κατάστασή τους δεν παρουσίαζε καμία μεταβολή. Συγκεκριμένα τα ακτινοτρίχια και τα λεπιδοτρίχια είχαν φτάσει στον τελικό τους αριθμό σε κάθε είδος και ήταν οστεοποιημένα, ενώ αντίθετα, τα άπω πτερυγιοφόρα του εδρικού πτερυγίου ήταν όλα σε χόνδρινη κατάσταση για όλο το εύρος μηκών που μελετήθηκε σε όλα τα είδη. Τα δερματοτρίχια του ουραίου πτερυγίου, τέλος, δεν είχαν σταθερό πρότυπο ανάπτυξης (π.χ. μεγαλύτερα μήκη εμφανίζονταν να έχουν μικρότερο αριθμό δερματοτριχίων) και γι αυτό το λόγο δε χρησιμοποιήθηκαν στην ανάλυση που ακολούθησε. Πίνακας IV. Οστεολογικοί χαρακτήρες που εξετάστηκαν ως προς το βαθμό οστεοποίησης Οστεολογικός χαρακτήρας Ακτινοτρίχια ραχιαίου πτερυγίου (S) Λεπιδοτρίχια ραχιαίου πτερυγίου (R) Εγγύς πτερυγιοφόρα ραχιαίου πτερυγίου (Prx) Άπω πτερυγιοφόρα ραχιαίου πτερυγίου (Rd) Ακτινοτρίχια εδρικού πτερυγίου (S) Λεπιδοτρίχια εδρικού πτερυγίου (R) Εγγύς πτερυγιοφόρα εδρικού πτερυγίου (Prx) Άπω πτερυγιοφόρα εδρικού πτερυγίου (Rd) Λεπιδοτρίχια ουραίου πτερυγίου (PCR) Δερματοτρίχια ουραίου πτερυγίου (SCR) Επουραία οστά ουραίου πτερυγίου (Ep) Εγγύς πτερυγιοφόρα θωρακικού πτερυγίου (Prx) Άπω πτερυγιοφόρα θωρακικού πτερυγίου (Rd) Λεπιδοτρίχια θωρακικού πτερυγίου (R) Σχήμα 5. Οστεολογικοί χαρακτήρες πτερυγίων (τροποποιημένο από Sfakianakis et al. 2005). Οι τιμές που αποδόθηκαν στους μορφολογικούς και οστεολογικούς χαρακτήρες, από τις αντίστοιχες αναλύσεις, χρησιμοποιήθηκαν για την πραγματοποίηση Ανάλυσης Ομαδοποίησης (cluster analysis) (James & McCullogh 1990) χρησιμοποιώντας αποστάσεις Manhatan (city-block) με την τεχνική της πλήρους σύνδεσης (complete linkage) (Ditty et al. 2003). 21

Υλικά & Μέθοδοι Ανάλυση σχήματος ωτολίθων Από 140 ιχθύδια σαργού (D. sargus) αφαιρέθηκαν με τη βοήθεια εντομολογικών βελονών οι δεξιοί ωτόλιθοι (sagittae), τοποθετήθηκαν σε αντικειμενοφόρους πλάκες και στερεώθηκαν με συνθετική ρητίνη. Οι ωτόλιθοι φωτογραφήθηκαν με ψηφιακή φωτογραφική μηχανή και με τη βοήθεια του λογισμικού ImageJ 2 μετρήθηκαν η επιφάνεια (S) και η περίμετρος (P) του ωτολίθου, οι οποίες και συσχετίστηκαν με το τυπικό μήκος (SL). Οι σχέσεις του μεγέθους των ωτολίθων με το τυπικό μήκος, συγκρίθηκαν στη συνέχεια μεταξύ των δύο Ομάδων (πριν και μετά το σημείο αλλαγής του προτύπου αλλομετρικής αύξησης), με μοντέλο ανάλυσης συνδιασποράς (ANCOVA) (βλ. παραπάνω). Η μελέτη του περιγράμματος του σχήματος των ωτολίθων πραγματοποιήθηκε με Ελλειπτική Ανάλυση Fourier (elliptic Fourier analysis, EFA) με χρήση των φυσικών μετρήσεων (Kuhl & Giardina 1982). Οι υπολογισμοί για την EFA έγιναν με χρήση του λογισμικού πακέτου SHAPE (Iwata & Ukai, 2002), το οποίο αρχικά έκανε τα περιγράμματα των ωτολίθων ανεξάρτητα του μεγέθους, της θέσης και της περιστροφής. Για την ανασύσταση των περιγραμμάτων των ωτολίθων υπολογίστηκαν 24 αρμονικές, από τον υπολογισμό των οποίων προέκυψαν (24 x 4)-3 = 93 τιμές ((Ν x 4)-3 σημαντικοί συντελεστές της EFA που αναλύουν το περίγραμμα του ωτόλιθου του ατόμου (Ferson et al. 1985). Ο αριθμός των αρμονικών (24), επιλέχθηκε γιατί περιγράφει άριστα τα περιγράμματα των οτωλίθων (όπως αποκαλύφθηκε από την τοποθέτηση των περιγραμμάτων επί των πολυπλοκότερων ψηφιακών φωτογραφιών) Οι τιμές των συντελεστών της EFA (93) χρησιμοποιήθηκαν στη συνέχεια για την πραγματοποίηση Ανάλυσης Κανονικών μεταβλητών (Canonical Variate Analysis, CVA). Ως μεταβλητή διάκρισης των συντελεστών της, χρησιμοποιήθηκε η κατάταξη των ατόμων σε πριν και μετά το σημείο αλλαγής του αλλομετρικού προτύπου, όπως αυτό προέκυψε από τη μορφομετρική ανάλυση. Για την πραγματοποίηση των στατιστικών αναλύσεων χρησιμοποιήθηκαν τα πακέτα Statistica 7.0, Systat 10.2, Statgraphics Plus 5.0 και Primer 5. 2 Λογισμικό δημόσιας πρόσβασης, ανεπτυγμένο από τον F.J.Rohlf, ελεύθερα διαθέσιμο στο διαδίκτυο στην ηλεκτρονική διεύθυνση: http://life.bio.sunysb.edu./morph/index.html 22

ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ

24

Αποτελέσματα Είδος Oblada melanura Ανάλυση μορφομετρίας Η προσαρμογή των αλλομετρικών εξισώσεων για κάθε μορφομετρικό χαρακτήρα σε σχέση με το τυπικό μήκος (SL) έδειξε ότι οι υπολειμματικές τιμές (residuals) των γραμμικών παλινδρομήσεων δεν κατανέμονταν τυχαία σε σχέση με τις αναμενόμενες τιμές ή τις τιμές του SL, αλλά επιδείκνυαν τάση (Σχήμα 6, Πίνακας V, Παράρτημα). Σχήμα 6. (A) Αλλομετρική σχέση μεταξύ Cpheight και SL, (B) Διάγραμμα υπολειμματικών τιμών της σχέσης αυτής σε σχέση με το SL. Πίνακας V. Παράμετροι των αλλομετρικών εξισώσεων των μορφομετρικών χαρακτήρων που μελετήθηκαν (Υ) σε σχέση με το SL, για το σύνολο των ατόμων του είδους: b: συντελεστής αλλομετρίας. a: σταθερά της αλλομετρικής εξίσωσης. r 2 συντελεστής προσδιορισμού. Y b log(α) r 2 Y b log(α) r 2 FL 1.000 0.053 0.999 PrePlvFL 1.027-0.468 0.995 SNL 0.973-1.086 0.970 PreAL 1.101-0.370 0.996 EyeD 0.977-0.879 0.991 MidBL 1.214-0.886 0.985 HL 1.017-0.501 0.991 PostAL 0.866-0.202 0.990 PreDFL 1.034-0.435 0.995 Hheight 1.084-0.732 0.997 PostDFL 1.012-0.107 0.998 Oheight 1.209-0.854 0.995 PreAFL 1.088-0.326 0.998 Aheight 1.243-0.943 0.993 PostAFL 1.011-0.102 0.998 Cpheight 1.003-1.053 0.990 Η ανάλυση κυρίων συνιστωσών (PCA) έδειξε ότι οι τιμές της PC2 δεν ήταν ανεξάρτητες σε σχέση με την PC1 αλλά εμφάνιζαν τάση αύξησης αρχικά και ως ενός σημείου, ενώ μειώνονταν στη συνέχεια (Σχήμα 7). Η συσχέτιση της PC2 με το τυπικό μήκος (SL) και η προσαρμογή της κατά-τμήματα γραμμικής παλινδρόμησης (Σχήμα 8) έδειξε ότι το σημείο αλλαγής στην κατεύθυνση της διάταξης των τιμών Σχήμα 7. Διάγραμμα της PC2 σε της PC2 ήταν στην τιμή 18.0 ± 1.1 mm. Η τιμή αυτή σχέση με την PC1 φαίνεται να σχετίζεται με την ολοκλήρωση του χρωματικού προτύπου των ατόμων (Σχήμα 8A). 25

Αποτελέσματα Σχήμα 8. (Α) Διάγραμμα της PC2 με το SL με την προσαρμογή της κατά-τμήματα γραμμικής παλινδρόμησης για την εύρεση του μέσου μήκους κατά το οποίο επιδεικνύεται μεταβολή του προτύπου αλλομετρικής αύξησης. άτομα χωρίς μελανοφόρα στο σώμα : άτομα με ενδιάμεσο χρωματικό πρότυπο, : άτομα με ολοκληρωμένο χρωματικό πρότυπο. (B) Διάγραμμα υπολειμματικών τιμών της ανωτέρω παλινδρόμησης σε σχέση με το SL. Οι χαρακτήρες που είχαν μεγαλύτερη συμμετοχή στη διακύμανση των τιμών της PC2 σχετίζονταν με μετρήσεις του κεφαλιού (SNL, HL) ή του οπίσθιου μέρους του σώματος (PostAL, Aheight) (Πίνακας VI). Πίνακας VI. Τιμές ιδιοδιανυσμάτων (eigenvectors) της κάθε μεταβλητής για τις δύο πρώτες κύριες συνιστώσες (PC1 και PC2). Μορφομετρικός Μορφομετρικός PC1 PC2 χαρακτήρας χαρακτήρας PC1 PC2 SL 0.230-0.075 PrePlvFL 0.236 0.155 FL 0.230-0.109 PreAL 0.253 0.069 SNL 0.224 0.748 ΜidΒL 0.279-0.199 EyeD 0.225 0.156 PostAL 0.198-0.244 HL 0.234 0.281 Hheight 0.249-0.044 PreDFL 0.238 0.172 Oheight 0.278-0.162 PostDFL 0.232-0.133 Aheight 0.286-0.314 PreAFL 0.250-0.007 Cpheight 0.231-0.045 PostAFL 0.232-0.120 Εξηγούμενη διακύμανση (%) 99.453 0.193 Με βάση την προσδιορισθείσα τιμή των 18 mm, τα άτομα χωρίστηκαν σε δύο Ομάδες (Ομάδα 1 και 2) και οι αλλομετρικές εξισώσεις κάθε χαρακτήρα σε σχέση με το SL εξετάστηκαν για κάθε Ομάδα ξεχωριστά. Αυτή τη φορά, η προσαρμογή των αλλομετρικών εξισώσεων έδειξε ότι οι υπολειμματικές τιμές (residuals) των γραμμικών παλινδρομήσεων κατανέμονταν τυχαία σε σχέση με τις αναμενόμενες τιμές ή τις τιμές του SL (Σχήμα 9Β, Δ). Από τον έλεγχο ισομετρίας κάθε μορφομετρικού χαρακτήρα σε σχέση με το SL, διαπιστώθηκε αλλομετρική αύξηση για όλους τους χαρακτήρες και στις δυο Ομάδες (p<0.01), πλην των FL, PostDFL, PostAFL στην Ομάδα 1 και PreplvFL και Cpheight στην Ομάδα 2 (p>0.01) (Πίνακας VII). Τέλος, από τη σύγκριση των συντελεστών αλλομετρίας μεταξύ των δύο ομάδων (ANCOVA), διαπιστώθηκε ότι αυτοί διέφεραν στατιστικά σημαντικά (p<0.05) σε όλους τους χαρακτήρες εκτός από τους MidBL και Oheight (Πίνακας VII). 26

Αποτελέσματα Σχήμα 9. (Α) Αλλομετρική σχέση του Cpheight σε σχέση με το SL για την Ομάδα 1, και (Β) διάγραμμα υπολειμματικών τιμών της σχέσης αυτής σε σχέση με το SL. Αντίστοιχα διαγράμματα για την Ομάδα 2, (Γ) και (Δ). Πίνακας VII. Παράμετροι των αλλομετρικών εξισώσεων των μορφομετρικών χαρακτήρων (Υ) σε σχέση με το SL. b: συντελεστής αλλομετρίας. a: σταθερά της αλλομετρικής εξίσωσης. r 2 συντελεστής προσδιορισμού, t p στατιστική συνάρτηση ελέγχου ισομετρίας (Η 0 : b =1). Στατιστική συνάρτηση ελέγχου ισότητας μεταξύ των b (F b ) και μεταξύ των a (F a ) των δύο ομάδων. Ομάδα 1 Ομάδα 2 Y b log(a) r 2 t p b log(a) r 2 t p F b F α FL 1.001 0.051 0.997 0.201 1.010 0.039 0.998 2.1** 1.050 5.220** SNL 1.149-1.289 0.910 3.562*** 0.837-0.898 0.939 7.553*** 50.280*** EyeD 1.059-0.974 0.967 2.633** 0.924-0.806 0.981 5.865*** 29.640*** HL 1.105-0.603 0.975 5.085*** 0.936-0.390 0.983 5.062*** 51.780*** PreDFL 1.116-0.530 0.983 6.917*** 0.969-0.345 0.992 3.448*** 66.840*** PostDFL 0.989-0.081 0.991 0.959 1.037-0.142 0.997 6.717*** 17.150*** PreAFL 1.130-0.374 0.992 11.3*** 1.073-0.305 0.996 10.147*** 18.510*** PostAFL 0.996-0.084 0.991 0.405 1.037-0.131 0.998 7.175*** 10.520** PrePlvFL 1.087-0.538 0.982 5.139*** 0.985-0.411 0.992 1.64 31.360*** PreAL 1.174-0.453 0.984 10.025*** 1.060-0.313 0.993 6.733*** 38.950*** MidBL 1.274-0.954 0.949 8.009*** 1.216-0.891 0.962 8.75*** 1.840 1.600 PostAL 0.789-0.113 0.951 10.266*** 0.913-0.266 0.981 6.836*** 27.820*** Hheight 1.099-0.749 0.989 7.311*** 1.071-0.713 0.994 8.717*** 3.440* Oheight 1.223-0.868 0.978 10.441*** 1.233-0.887 0.992 20.759*** 0.20 5.120** Aheight 1.142-0.826 0.966 5.744*** 1.327-1.059 0.989 22.965*** 45.800*** Cpheight 1.062-1.120 0.958 2.421** 0.998-1.047 0.977 0.115 4.480** *p < 0.1;**p<0.05;***p<0.01 Ομάδα 1: n = 77, Εύρος SL = 10.1 18.0 mm, Ομάδα 2: n = 99, Εύρος SL = 18.0 36.4 mm 27