9 ο Πανελλήνιο Συμπόσιο Ωκεανογραφίας & Αλιείας 2009 - Πρακτικά, Τόμος Ι ΠΛΗΘΥΣΜΙΑΚΗ μελετη του κοινου αχινου (paracentrotus lividus) στον παγασητικο κολπο και στις β. σποραδεσ Λόλας Α. 1, Δεσποτοπούλου Α. 1, Καζανίδης Γ. 1, Νεοφύτου Ν. 1, Βαφείδης Δ. 1, Αντωνιάδου Χ. 2, Χιντήρογλου Χ. 2, Νεοφύτου Χ. 1 1 Τμήμα Γεωπονίας Ιχθυολογίας και Υδάτινου Περιβάλλοντος, Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας, allolas@uth.gr 2 Τμήμα Βιολογίας, Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης Περίληψη Μελετήθηκε η πληθυσμιακή πυκνότητα, η βιομετρία και η αναπαραγωγική διαδικασία των πληθυσμών του κοινού αχινού, Paracentrotus lividus, σε πέντε σταθμούς του Παγασητικού Κόλπου και σε δύο των Β. Σποράδων. Συλλέχθηκαν και μετρήθηκαν 550 άτομα από δύο εποχικές δειγματοληψίες (άνοιξη φθινώπορο 2007). Η μέση τιμή πληθυσμιακής πυκνότητας βρέθηκε στα 9,14 άτομα/m 2 χωρίς σημαντικές εποχικές διαφορές. Η μέση τιμή της διαμέτρου των αχινών ήταν 56,42 mm, του ύψους 31,18 mm, του ολικού σωματικού βάρους 70,58 g και του βάρους των γονάδων 2,523 g. Οι μικρότεροι αχινοί βρέθηκαν στη Σκιάθο και φάνηκε να σχετίζονται με το ενδιαίτημα του είδους (λειμώνες Posidonia). Στους υπόλοιπους σταθμούς ο μέσος της κατανομής των μεγεθών ήταν στην κλάση διαμέτρου των 55-60 mm. Συνεπώς οι πληθυσμοί που εξετάστηκαν δε φάνηκε να δέχονται έντονη αλιευτική πίεση. Η μέση τιμή του γοναδοσωματικού δείκτη ήταν μεγαλύτερη την άνοιξη, ενώ η ιστολογική εξέταση των γονάδων έδειξε ότι η αναπαραγωγική διαδικασία του είδους βρισκόταν σε εξέλιξη ή είχε μόλις ολοκληρωθεί και στις δύο εποχές. Λέξεις κλειδιά: αφθονία, βιομετρία, αναπαραγωγή, Εχινόδερμα, Αιγαίο. population study of the common sea urchin (paracentrotus lividus) in pagasitikos bay and n. sporades Lolas Α. 1, Despotopoulou A. 1, Kazanidis G. 1, Neofitou N. 1, Vafidis D. 1, Antoniadou C. 2, Chintiroglou C. 2, Neofitou C. 1 1 Department of Agriculture Ichthyology and Aquatic Environment, University of Thessaly, allolas@uth.gr 2 Biology Department., Aristoteles University of Thessaloniki Abstract Population density, biometry and reproductive status of the common sea urchin Paracentrotus lividus were studied in 2007 at five coastal stations from Pagasitikos Gulf and two from N. Sporades. A total of 550 individuals were collected by scuba diving, in spring and autumn 2007. Mean population density was estimated 9.14 ind/m 2 and showed insignificant seasonal differences. Mean test diameter was 56.42 mm, mean test height was 31.18 mm, total wet weight was 70.58 g and gonad weight was 2.523 g. The smallest urchins were found at Skiathos and are probably related with the species habitat (Posidonia meadow). Size frequency analysis revealed a mode at 55-60 mm at the stations of Pagasitikos and Alonissos; thus no severe fishing pressure exists to the studied populations, so far. Gonad/somatic index showed increased values in spring. Τhe histological examination of gonads showed that the reproduction of the species is in progress or it has been just completed, at both seasons. Keywords: abundance, biometry, reproduction, Echinoderms, Aegean Sea. 1. Εισαγωγή Τα θαλάσσια οικοσυστήματα υποβαθμίζονται διαρκώς εξαιτίας της αλόγιστης εκμετάλλευσής τους από τον άνθρωπο που επιφέρει σημαντική αλλοίωση ή και καταστροφή των βιοτόπων (Turner et al., 1999). Η υπεραλίευση έχει οδηγήσει σε δραματική μείωση των φυσικών αποθεμάτων με αρνητικές επιπτώσεις στο θαλάσσιο οικοσύστημα (Pinnegar & Polunin, 2004). Ο κοινός αχινός, Paracentrotus lividus Lamarck, 1816, συγκαταλέγεται στα απειλούμενα είδη -703-
9 th Symposium on Oceanography & Fisheries, 2009 - Proceedings, Volume Ι θαλάσσιων ασπόνδυλων καθώς αρκετά από τα αλιευτικά πεδία του είδους έχουν καταρρεύσει (Andrew et al., 2002). Τα τελευταία χρόνια η αλιεία του ασκείται ανεξέλεγκτα στην Ελλάδα, κυρίως από ερασιτέχνες καθώς οι γονάδες του αχινού αποτελούν εκλεκτό έδεσμα (Gianguzza et al., 2006). Το P. lividus συγκαταλέγεται στα πολύ κοινά βενθικά είδη και έχει ευρύτατη εξάπλωση σε όλη τη Μεσόγειο. Οι πληθυσμοί του εντοπίζονται κυρίως στην ανώτερη υποπαραλιακή ζώνη, όπου ο φυτοφάγος αυτός οργανισμός αποτελεί καθοριστικό παράγοντα για την έκταση της φυκοκάλυψης των σκληρών υποστρωμάτων (Lawrence 1975, Palacin et al., 1998). Παρά την εκτενή μελέτη των φυσικών αποθεμάτων του P. lividus στη δυτική Μεσόγειο (Turon et al., 1995; Lopez et al., 1998; Gianguzza et al., 2006) οι σχετικές πληροφορίες από τις ελληνικές θάλασσες είναι περιορισμένες. Στην εργασία αυτή δίνονται στοιχεία για τη σύνθεση των πληθυσμών και την αναπαραγωγή του αχινού στον Παγασητικό Κόλπο και στις Βόρειες Σποράδες. 2. Μεθοδολογία Για τους σκοπούς της έρευνας ορίστηκαν εφτά παράκτιοι σταθμοί, πέντε στην ακτογραμμή του Παγασητικού Κόλπου και δύο στις Β. Σποράδες (Σκιάθος και Αλόννησος) (Εικ. 1). Πραγματοποιήθηκαν δειγματοληψίες την άνοιξη και το φθινόπωρο του 2007 με αυτόνομη κατάδυση σε βάθη από 2 μέχρι 5 μέτρα. Εικ. 1: Χάρτης της περιοχής μελέτης και θέσεις των σταθμών δειγματοληψίας. Για την εκτίμηση της πληθυσμιακής πυκνότητας, καταμετρήθηκαν τα άτομα που βρέθηκαν εντός 10 τυχαία τοποθετημένων πλαισίων (50 x 50 εκ), ενώ 40 άτομα συλλέγονταν τυχαία και μεταφέρονταν στο εργαστήριο για την εκτίμηση των ακόλουθων βιομετρικών παραμέτρων: μέγιστη διάμετρος (D), μέγιστο ύψος (L), ολικό βάρος σώματος (W t ) και βάρος γονάδων (W g ). Οι παραπάνω μετρήσεις χρησιμοποιήθηκαν για την κατασκευή των κατά μήκος συνθέσεων του πληθυσμού με βάση τη διάμετρο (Barnes & Crook, 2001), για την εκτίμηση της συσχέτισης του βάρους με τη διάμετρο του αχινού καθώς και για την εκτίμηση του γοναδοσωματικού δείκτη (GSI) ως ποσοστό του W g προς το W t. O διαχωρισμός των φύλων έγινε μακροσκοπικά από το χρώμα των γονάδων. Για την εκτίμηση του σταδίου ωρίμανσης των γονάδων πραγματοποιήθηκε ιστολογική τους εξέταση έπειτα από προοδευτική χρώση Αιματοξυλίνης Ηωσίνης και μικροσκοπική παρατήρηση (Sanchez-Espana et al., 2004). Για τον έλεγχο της ύπαρξης σημαντικών διαφορών στη βιομετρία αρσενικών και θηλυκών ατόμων εφαρμόστηκε το t-κριτήριο, ενώ η απόκλιση της αναλογίας φύλου από τη μονάδα ελέγχθηκε με το κριτήριο χ 2. Εφαρμόστηκε η ανάλυση διασποράς διπλής κατεύθυνσης (two-way ANOVA) για τη σύγκριση στο χώρο (μεταξύ των σταθμών) και στο χρόνο (μεταξύ των δύο εποχών) των βιομε- -704-
9 ο Πανελλήνιο Συμπόσιο Ωκεανογραφίας & Αλιείας 2009 - Πρακτικά, Τόμος Ι τρικών παραμέτρων και του γοναδοσωματικού δείκτη (Zar, 1984). Τέλος, εφαρμόστηκε η Ιεραρχική Ανάλυση για την ομαδοποίηση των σταθμών ως προς την ομοιότητα των βιομετρικών παραμέτρων των πληθυσμών των αχινών, βάσει του συντελεστή των Bray Curtis (Clarke & Warwick 1994). 3. Αποτελέσματα Η μέση πληθυσμιακή πυκνότητα ήταν 9,14 ± 1,5 άτομα/m 2 και οι μεγαλύτερες τιμές εντοπίστηκαν στους δύο σταθμούς των Σποράδων (11,2 και 10,8 άτομα, αντίστοιχα). Η πληθυσμιακή πυκνότητα των αχινών εμφάνισε σημαντικές διαφορές σε σχέση με το σταθμό δειγματοληψίας (F = 11, p<0,05) που εντοπίζονται κυρίως μεταξύ των σταθμών ST05 (11,0 ± 0,3 άτομα/m 2 ) και ST06 (6,6 ± 0,8 άτομα/m 2 ), ενώ οι εποχικές διαφορές δεν ήταν σημαντικές (F = 0,1667, p>0,05). Συνολικά μετρήθηκαν 550 άτομα. Η αναλογία φύλου διέφερε από τη μονάδα (p<0,05) και τα θηλυκά άτομα υπερείχαν έναντι των αρσενικών με αναλογία 1,5:1. Σε ό,τι αφορά τα βιομετρικά χαρακτηριστικά δεν εντοπίστηκαν σημαντικές διαφορές μεταξύ των φύλων (p>0,05). Η μέση τιμή των βιομετρικών χαρακτήρων του αχινού εμφάνισε σημαντικές διαφορές στο χώρο, που γενικά εντοπίζονται μεταξύ του σταθμού της Σκιάθου (μικρότεροι σε διαστάσεις αχινοί) και όλων των υπολοίπων (Πίν.1). Μεγαλύτεροι σε ύψος και βιομάζα αχινοί εντοπίστηκαν την άνοιξη, ενώ ως προς τη διάμετρο τους δεν εντοπίστηκαν σημαντικές εποχικές διαφορές (Πίν. 1). Πίνακας 1: Συγκεντρωτικά βιομετρικά χαρακτηριστικά του πληθυσμού του αχινού P. lividus στον Παγασητικό Κόλπο και στις Σποράδες και αποτελέσματα ανάλυσης διασποράς για την επίδραση των σταθμών και των εποχών δειγματοληψίας. (*ns: στατιστικά μη σημαντικές διαφορές σε επίπεδο 95%) D L Wt Wg GSI συνολικά στοιχεία πληθυσμού (n =550) Μέση τιμή 56,42 ± 6,14 31,18 ± 3,38 72,88 ± 20,54 2,52 ± 1,67 3,41 ± 2,07 Ελάχιστη Τιμή 34,42 22,08 26,46 0,107 0,27 Μέγιστη τιμή 72,47 44,37 133,34 10,67 13,68 σταθμοί F = 72,34 F = 34,06 F = 78,34 F = 31,68 F = 50,09 εποχή F = 0,37 *ns F = 46,61 F = 7,88 F = 32,04 F = 32,12 στοιχεία πληθυσμού την άνοιξη (n =270) Μέση τιμή 56,82 ± 6,05 32,10 ± 3,50 75,34 ± 21,39 2,88 ± 1,64 3.82±1,99 Ελάχιστη Τιμή 39,74 22,08 26,46 0,330 0,64 Μέγιστη τιμή 70,24 44,37 128,20 10,67 13,68 στοιχεία πληθυσμού το φθινόπωρο (n =280) Μέση τιμή 56,1 ± 6,214 30,34 ± 3,04 70,58 ± 19,62 2,16 ± 1,62 3,00 ± 2,07 Ελάχιστη Τιμή 34,42 23,42 31,57 0,107 0,27 Μέγιστη τιμή 72,47 38,08 133,34 8,82 10,87 Η ανάλυση της σύνθεσης των πληθυσμών του αχινού ως προς τη διάμετρο έδειξε ότι ο μέσος της κατανομής τοποθετείται στην κλάση των 55-60 mm στους περισσότερους σταθμούς καθώς και στο σύνολο τους (Εικ. 2). Ο μέσος της κατανομής αφορά μικρότερες κλάσεις μεγέθους σε δύο σταθμούς (ST03 και ST04) και μεγαλύτερες σε έναν (ST06). -705-
9 th Symposium on Oceanography & Fisheries, 2009 - Proceedings, Volume Ι Εικ.. 2: Συχνότητα κατανομής των κλάσεων μεγέθους των πληθυσμών του αχινού P. lividus ως προς τη διάμετρο (D) ανά σταθμό δειγματοληψίας και εποχή (Α & Β) και συνολικά για ολόκληρο τον πληθυσμό και ανά φύλο. Η σχέση ολικού βάρους / διαμέτρου αποδόθηκε ικανοποιητικά από το μοντέλο W = ad b και συγκεκριμένα από την εξίσωση W = 0,0034D 2,46 (R 2 =0,86, p<0,05). Τα δύο μεγέθη αυξάνονται αλλομετρικά και μάλιστα ο σχετικός ρυθμός αύξησης του βάρους του αχινού είναι μικρότερος του αντίστοιχου ρυθμού αύξησης της διαμέτρου. Η Ιεραρχική Ανάλυση των βιομετρικών δεδομένων των αχινών διέκρινε την ύπαρξη τεσσάρων ομάδων σε επίπεδο ομοιότητας 90%, με το σταθμό της Σκιάθου να τοποθετείται μεμονωμένα (Εικ. 3). Εικ. 3: «Αποστάσεις» μεταξύ των σταθμών σύμφωνα με την Ιεραρχική Ανάλυση Ομάδων. -706-
9 ο Πανελλήνιο Συμπόσιο Ωκεανογραφίας & Αλιείας 2009 - Πρακτικά, Τόμος Ι Ο γοναδοσωματικός δείκτης εμφάνισε μεγαλύτερες τιμές την άνοιξη (Πίν. 1). Από την ιστολογική εξέταση των γονάδων (μικροσκοπική παρατήρηση παρασκευασμάτων 35 θηλυκών και 23 αρσενικών ατόμων) εντοπίστηκαν όλα τα στάδια ανάπτυξης και στις δύο εποχές με εξαίρεση το στάδιο Η2 (αρχική ωρίμανση ωοκυττάρων). Ωστόσο η σχετική συχνότητα των σταδίων διέφερε μεταξύ των δύο εποχών καθώς την άνοιξη οι γονάδες είτε ήταν κενές (Η1 30,77%), είτε βρισκόταν σε ώριμο στάδιο (Η3 38,46%) ή σε στάδιο ανασύστασης (Η4 30,77%) αφού είχαν προηγουμένως απελευθερώσει τους γαμέτες. Το φθινόπωρο ήταν αυξημένη η συμμετοχή κενών γονάδων (Η1 54,55%) έναντι των άλλων δύο σταδίων που καταγράφηκαν (Η3 31,82% και Η4 13,64%). 4. Συμπεράσματα - Συζήτηση Σύμφωνα με τους Antoniadou et al (2007), το πληθυσμιακό απόθεμα του P. lividus στις ελληνικές θάλασσες θεωρείται γενετικά πανμικτικό και οι διαφορές που εντοπίζονται, πιθανό να οφείλονται σε περιβαλλοντικές ή άλλες πιέσεις. Κάτι τέτοιο φαίνεται να επιβεβαιώνεται και από τα αποτελέσματα της Ιεραρχικής Ανάλυσης η οποία έδειξε ότι οι πληθυσμοί που εξετάστηκαν, φτάνουν σε επίπεδο ομοιότητας 90%. Οι διαφορές που εντοπίστηκαν ως προς τα βιομετρικά χαρακτηριστικά, αφορούν κυρίως τον πληθυσμό της Σκιάθου (ST04) και ενδεχομένως οφείλονται στο διαφορετικό ενδιαίτημα του είδους στον σταθμό αυτό καθώς είναι γνωστό ότι η βιολογία του αχινού εξαρτάται από τις περιβαλλοντικές συνθήκες του ενδιαιτήματός του (Turon et al., 1995). Στη Σκιάθο το P. lividus εντοπίστηκε σε λειμώνα του φανερόγαμου Posidonia oceanica σε αντίθεση με όλους τους υπόλοιπους σταθμούς όπου το είδος βρέθηκε να ζει σε βραχώδη υποστρώματα (βιοκοινότητα φωτόφιλων φυκών). Έτσι η μειωμένη διαθεσιμότητα μαλακών φωτόφιλων φυκών, που αποτελούν την κύρια πηγή τροφής του είδους (Palacin et al., 1998), ενδεχομένως ερμηνεύει τις μικρότερες διαστάσεις των αχινών στη Σκιάθο. Αντίστοιχα, η διαφοροποίηση του σταθμού ST06 από τους υπόλοιπους ως προς την πληθυσμιακή πυκνότητα, πιθανόν να δικαιολογείται από την έντονη κλίση του βυθού σε αντίθεση με το ομαλό ανάγλυφο που παρουσίαζαν οι άλλοι σταθμοί (Bulleri et al. 1999)Η μέση πληθυσμιακή πυκνότητα για την περιοχή της έρευνας υπολογίστηκε στα 9 άτομα/m 2. Η καταγραφή πολλών ατόμων με διάμετρο μεγαλύτερη των 40 mm, που αποτελεί και το ελάχιστο επιτρεπτό εμπορικό μέγεθος του αχινού (Guidetti et al. 2004), υποδηλώνει ότι το είδος δε δέχεται έντονη αλιευτική πίεση στην περιοχή. Η αναπαραγωγική κατάσταση του πληθυσμού του αχινού διαφοροποιείται μεταξύ των δύο εποχών της έρευνας καθώς την άνοιξη η τιμή του γοναδοσωματικού δείκτη ήταν μεγαλύτερη. Οι γονάδες που εξετάστηκαν και στις δύο εποχές βρέθηκαν είτε κενές, είτε σε ώριμο στάδιο, είτε σε στάδιο ανασύστασης, γεγονός που υποδηλώνει ότι είχε προηγηθεί ή ήταν σε εξέλιξη η αναπαραγωγική διαδικασία του είδους (Spirlet et al., 1998). Το πρότυπο αυτό συμφωνεί με τα διαθέσιμα βιβλιογραφικά στοιχεία για τους μεσογειακούς πληθυσμούς του P. lividus που αναφέρουν μία κύρια αναπαραγωγική περίοδο στα τέλη της άνοιξης και την ύπαρξη δευτερευόντων περιόδων το φθινόπωρο ή και το χειμώνα (Lopez et al., 1998, Sanchez-Espana et al., 2004). 5. Βιβλιογραφικές Αναφορές Andrew, N.L., Agatsuma, Y., Ballesteros, E., Bazhin, A.G., Creaser, E.P., Barnes, D.K.A., Botsford, L.W., Bradbury, A., Campbell, A., Dixon, J.D., Einarsson, S., Gerring, P.K., Hebert, K., Hunter, M., Hur, S.B., Johnson, C.R., Juinio-Menez, M.A., Kalvass, P., Miller, R.J., Moreno, C.A., Palleiro, J.S., Rivas, D., Robinson, S.M.L., Schroeter, S.C., Steneck, R.S., Vadas, R.L., Woodby, D.A. & Xiaoqi, Z., 2002. Status and management of the world sea urchin fisheries. Oceanography and Marine Biology: an Annual Review, 40: 343-425. Antoniadou, C., Vafidis, D., Voultsiadou, E., Chintiroglou, C., Papageorgiou, V., Gkafas, G. & Exadaktylos, A., 2007. Density, dispersion and genetic structure of Paracentrotus lividus (Lamarck, 1816) natural stocks in the south Aegean. Rapports et Procès-Verbaux des Réunions Commission Internationale pour l Exploration de la Mer Méditerranée, 38: 418-707-
9 th Symposium on Oceanography & Fisheries, 2009 - Proceedings, Volume Ι Barnes, D.K.A. & Crook, A.C., 2001. Quantifying behavioural determinants of the coastal sea urchin Paracentrotus. lividus. Marine Biology, 138: 1205-1212. Bulleri, F., Benedetti-Cecchi, L. & Cinelli F. 1999. Grazing by the sea urchins Arbacia lixula L. and Paracentrotus lividus Lam. in the Northwest Mediterranean. Journal of Experimental Marine Biology and Ecology, 241: 81-95. Clarke, K.R. & Warwick, R.M., 1994. Change in Marine Communities: An Approach to Statistical Analysis and Interpretation. 1st edition: Plymouth Marine Laboratory, Plymouth, UK, 144pp. Gianguzza, P., Chiantore, M., Bonaviri, C., Cattaneo-Vietti, R., Vielmini, I. & Riggio, S., 2006. The effects of recreational Paracentrotus lividus fishing on distribution patterns of sea urchins at Ustica Island MPA (Western Mediterranean, Italy). Fisheries Research, 81: 37-44. Guidetti, P., Terlizzi, A. & Boero, F., 2004. Effects of the edible sea urchin, Paracentrotus lividus, fishery along the Apulian rocky coast (SE Italy, Mediterranean Sea). Fisheries Research, 66:287 297. Lawrence, J.M., 1975. The relationship between echinoids and marine plants. Oceanography and Marine Biology: an annual review, 13: 213 286. Lopez, S., Turon, X., Montero, E., Palacin, C., Duarte, C.M. & Tarjuelo, I., 1998. Larval abundance, recruitment and early mortality in Paracentrotus lividus (Echinoidae). Interannual variability and plankton-benthos coupling. Marine Ecology Progress Series, 172: 239-251. Palacin, C., Giribet, G., Carner, S., Dantart, L., Turon, X., 1998. Low densities of sea urchins influence the structure of algal assemblages in the western Mediterranean. Journal of Sea Research, 39: 281-290. Pinnegar, J.K. & Polunin N.V.C., 2004. Predicting indirect effects of fishing in Mediterranean rocky littoral communities using a dynamic simulation model. Ecological Modelling, 172: 249 267. Sanchez-Espana, A.I., Martinez-Pita, I. & Garcia, F.J., 2004. Gonadal growth and reproduction in the commercial sea urchin Paracentrotus. lividus from southern Spain. Hydrobiologia, 519: 61-72. Spirlet, C., Grosjean, P. & Jangoux, M., 1998. Reproductive cycle of the echinoid Paracentrotus. lividus: analysis by means of maturity index. Invertebrate Reproduction and Development, 34: 69-81. Turner, S.J., Thrush, S.F., Hewitt, J.E., Cummings, V.J. & Funnell, G., 1999. Fishing impacts and the degradation or loss of habitat structure. Fisheries Management and Ecology, 6: 40 420. Turon, X., Turon, X., Giribet, G., Lopez, S. & Palacin, C., 1995. Growth and population structure of Paracentrotus lividus (Echinodermata: Echinoidea) in two contrasting habitats. Marine Ecology Progress Series, 122: 193-204. ZAR J. H., 1984. /Biostatistical Analysis/. 2 nd edn. Prentice Hall, London. -708-