Merluzzi contro capelin: registrato il più grande evento di predazione mai osservato nell'oceano

Non sempre il numero fa la forza: gli scienziati stanno scoprendo che i pesci che si raggruppano non necessariamente sopravvivono insieme. In alcuni casi, più pesci ci sono, più grande è il bersaglio che rappresentano per i predatori.
Lo studio “Rapid predator-prey balance shift follows critical-population-density transmission between cod (Gadus morhua) and capelin (Mallotus villosus)”, pubblicato su Nature Communications Biology da Shourav Pednekar, Ankita Jain e Nicholas Makris del Department of Mechanical Engineering del Massachusetts Institute of Technology (MIT) e da Olav Rune Godø dell’Havforskningsinstituttet, rende conto di quanto osservato di recente gli oceanografi norvegesi e del MIT quando hanno esplorato un'ampia area di oceano al largo della costa norvegese durante il culmine della stagione riproduttiva del capelin (Mallotus villosus), un piccolo pesce artico delle dimensioni di un'acciuga.
Ogni febbraio, miliardi di capelin migrano dal bordo della calotta glaciale artica verso sud fino alla costa norvegese, per deporre le uova. La costa norvegese è anche una tappa per principale predatore del capelin, il merluzzo atlantico (Gadus morhua). Mentre il merluzzo migra verso sud, si nutre di capelin in riproduzione, anche se finora gli scienziati non avevano misurato questo processo su larga scala
Il nuovo studio ha catturato le interazioni tra singoli merluzzi in migrazione e capelin in riproduzione, su un'enorme estensione spaziale. Al MIT spiegano che i ricercatori «Utilizzando una tecnica di imaging ad area estesa basata sul suono, hanno osservato come i capelin casuali iniziassero a raggrupparsi per formare un enorme banco che si estendeva per decine di chilometri. Mentre il banco di capelin formava una sorta di "hotspot" ecologico, il team ha osservato che. in risposta, i singoli merluzzi iniziavano a raggrupparsi, formando un enorme banco tutto loro. Il merluzzo in sciame ha superato il capelin, consumando rapidamente oltre 10 milioni di pesci, stimati in più della metà delle prede raccolte».
Il gigantesco banchetto, durato poche ore, è il più grande evento di predazione del genere mai registrato, sia in termini di numero di individui coinvolti che di area in cui si è verificato l'evento.
I ricercatori evidenziano che «E’ improbabile che questo singolo evento indebolisca la popolazione di capelin nel suo complesso; il banco predato rappresenta lo 0,1%o dei capelin che depongono le uova nella regione. Tuttavia, poiché il cambiamento climatico causa il ritiro della calotta glaciale artica, i capelin dovranno nuotare più lontano per deporre le uova, rendendo la specie più stressata e vulnerabile a eventi di predazione naturale come quello osservato dal team».
Dato che i capelin sono alla base dell’alimentazione di molte specie di pesci, tra cui il merluzzo, al MIT sono convinti che «Monitorarne costantemente il comportamento, a una risoluzione vicina a quella dei singoli pesci e su larga scala, che si estendono per decine di migliaia di chilometri quadrati, aiuterà gli sforzi per preservare la specie e la salute dell'oceano in generale».
Makris, evidenzia che «Nel nostro lavoro stiamo osservando che gli eventi di predazione catastrofica naturale possono modificare l'equilibrio preda-predatore locale nel giro di poche ore. Questo non è un problema per una popolazione sana con molti centri di popolazione spazialmente distribuiti o hotspot ecologici. Ma poiché il numero di questi hotspot diminuisce a causa del clima e degli stress antropogenici, il tipo di evento di predazione “catastrofica” naturale a cui abbiamo assistito su una specie chiave potrebbe portare a conseguenze drammatiche per quella specie e per le numerose specie che dipendono da essa».
Il novo studio ha rianalizzato i dati raccolti durante una crociera nel febbraio 2014 nel Mare di Barents, al largo della costa norvegese, durante la quale il team ha utilizzato l’Ocean Acoustic Waveguide Remote Sensing (OAWRS), una tecnica di imaging sonoro che impiega un array acustico verticale, attaccato al fondo di una barca, per inviare onde sonore nell'oceano e in tutte le direzioni. Queste onde possono percorrere grandi distanze rimbalzando su qualsiasi ostacolo o pesce trovano sul loro cammino. La stessa barca, o una seconda, che traina una serie di ricevitori acustici, raccoglie continuamente le onde sparse e riflesse, da una distanza di decine di chilometri. Gli scienziati possono quindi analizzare le forme d'onda raccolte per creare mappe istantanee dell'oceano su un'enorme areale. In precedenza, il team aveva ricostruito mappe di singoli pesci e dei loro movimenti, ma non era riuscito a distinguere tra specie diverse. Nel nuovo studio, i ricercatori hanno applicato una nuova tecnica "multispettrale" per distinguere tra specie in base alla risonanza acustica caratteristica delle loro vesciche natatorie.
Makris spiega che «I pesci hanno vesciche natatorie che risuonano come campane. I merluzzi hanno grandi vesciche natatorie che hanno una bassa risonanza, come la campana del Big Ben, mentre i capelin hanno piccole vesciche natatorie che risuonano come le note più alte di un pianoforte».
Rianalizzando i dati OAWRS per individuare frequenze specifiche di capelin rispetto al merluzzo, i ricercatori sono riusciti a creare immagini di branchi di pesci, a determinare la loro composizione in specie e a mappare gli spostamenti di ciascuna specie su un'area molto estesa. Poi hanno applicato la tecnica multispettrale ai dati OAWRS raccolti il 27 febbraio 2014, al culmine della stagione di riproduzione del capelin. La loro nuova mappatura ha mostrato che nelle prime ore del mattino il capelin stava per lo più per conto proprio, muovendosi come individui casuali, in gruppi sparsi lungo la costa norvegese. Quando il sole è sorto e ha illuminato le acque superficiali, il capelin ha iniziato a scendere verso profondità più scure, probabilmente cercando luoghi lungo il fondale marino in cui riprodursi. Il team ha osservato che, man mano che i capelin scendevano, cominciavano a cambiare comportamento, passando da quello individuale a quello di gruppo, formando infine un enorme banco di circa 23 milioni di pesci che si muovevano in un'onda coordinata lunga oltre dieci chilometri.
Makris sottolinea che «Quello che stiamo scoprendo è che i capelin hanno questa densità critica, che deriva da una teoria fisica, che ora abbiamo osservato in natura. Se sono abbastanza vicini tra loro, possono assumere la velocità media e la direzione di altri pesci che possono percepire intorno a loro, e possono quindi formare un banco massiccio e coerente».
Mentre li osservavano, i pesci in branco iniziarono a muoversi come un solo organismo, con un comportamento coerente che è stato osservato in altre specie ma finora mai nel capelin. Gi scienziato pensano che questa migrazione coerente aiuti i pesci a risparmiare energia su grandi distanze, sfruttando essenzialmente il movimento collettivo del gruppo.
Ma, non appena si è formato, il banco di capelin ha attirato un numero sempre maggiore di merluzzi che, in base alla mappatura acustica del team, a loro volta hanno rapidamente formato un banco, pari a circa 2,5 milioni di pesci. Nel giro di poche ore, i merluzzi hanno mangiato 10,5 milioni di capelin lungo decine di chilometri, prima che entrambi i banchi si dissolvessero e i pesci si disperdessero. Makris sospetta che «Una predazione così massiccia e coordinata sia un evento comune nell'oceano, sebbene questa sia la prima volta che gli scienziati sono stati in grado di documentare un evento del genere. E’ la prima volta che si vede un'interazione predatore-preda su larga scala, ed è una battaglia coerente per la sopravvivenza. Sta accadendo su una scala mostruosa, e stiamo osservando un'ondata di capelin avvicinarsi, come un'onda di persone attorno a uno stadio sportivo, e in un certo senso si radunano per formare una difesa. Sta accadendo anche con i predatori, che si uniscono per attaccare in modo coerente».
George Rose, professore di pesca all’università della British Columbia, che studia l'ecologia e la produttività del merluzzo nell'Atlantico settentrionale e non è stato coinvolto in questo lavoro. Ha commentato: «Questo è uno studio davvero affascinante che documenta dinamiche spaziali complesse che collegano predatori e prede, in questo caso merluzzo e capelin, a scale precedentemente irraggiungibili negli ecosistemi marini. La mappatura simultanea delle specie con il sistema OAWRS consente di comprendere i processi ecologici fondamentali con un potenziale inestimabile per migliorare gli attuali metodi di indagine».
Makris spera di implementare in futuro l'OAWRS per monitorare le dinamiche su larga scala tra altre specie di pesci e conclude: «E’ stato dimostrato più e più volte che, quando una popolazione è sull'orlo del collasso, si avrà un ultimo branco. E quando quell'ultimo gruppo grande e denso se ne va, c'è un collasso. Quindi, dobbiamo sapere cosa c'è prima che se ne vada, perché le pressioni non sono a suo favore».