Μελέτη οικολογικών δεδομένων του ζωοπλαγκτού σε παράκτιες και ωκεάνιες περιοχές της Ανατολικής Μεσογείου
Authors: Βασιλοπούλου Γρηγορία 
Published: June 2024

Η παρούσα διδακτορική διατριβή έχει ως στόχο τη συμβολή στη μελέτη του μεσοζωοπλαγκτού των ακτών της Κύπρου που βρίσκεται στην Ανατολική Μεσόγειο, με δεδομένη την έλλειψη ικανοποιητικής πληροφορίας για αυτό το βιοτικό παράγοντα. Η μελέτη διευρύνεται σε μία κομβική ομάδα του μεσοζωοπλαγκτού, τα Χαιτόγναθα, που διαδραματίζουν πολύ σημαντικό ρόλο στις θαλάσσιες τροφικές αλυσίδες. Επιπλέον, για πρώτη φορά στην περιοχή της Α. Μεσογείου, διερευνώνται στοιχεία για την παρουσία των μικροπλαστικών στη νηριτική περιοχή των ακτών της Κύπρου, αξιοποιώντας τα ίδια δείγματα του μεσοζωοπλαγκτού. Η διατριβή διαρθρώνεται σε πέντε κεφάλαια. Στο πρώτο κεφάλαιο δίνονται κάποια εισαγωγικά στοιχεία και βασικές έννοιες, πληροφορίες για τους οργανισμούς του ζωοπλαγκτού, για το θαλάσσιο περιβάλλον της Κύπρου που πρόκειται να μελετηθεί, και καταλήγει στο σκοπό της διατριβής. Στο δεύτερο κεφάλαιο γίνεται η κύρια μελέτη της βιοκοινωνίας του μεσοζωοπλαγκτού με την αξιοποίηση 25 δειγμάτων που συλλέχθηκαν την περίοδο 2017-2019 σε τέσσερις σταθμούς δειγματοληψίας στις περιοχές Λατσί, Αμαθούντα, Μενεού και Πρωταράς. Η μέση αφθονία του συνολικού μεσοζωοπλαγκτού σε όλη την περίοδο της μελέτης ήταν 472,7 ± 174,8 άτομα m-3, τιμή η οποία βρίσκεται είναι μικρότερη από αντίστοιχες τιμές για νηριτικές περιοχές της Α. Μεσογείου, και βρίσκεται εντός αντίστοιχων τιμών που παραπέμπουν περισσότερο σε πελαγικές περιοχές. Τα αποτελέσματα έδειξαν μία βιοκοινωνία με 90 ζωοπλαγκτονικά taxa, στην οποία κυριαρχούν τα κωπήποδα, τόσο ως αριθμός ειδών (46), όσο και ως σχετική αφθονία (71,7 %). Δεν βρέθηκαν τοπικές διαφορές για κανένα από τα taxa (μεταξύ των τεσσάρων σταθμών δειγματοληψίας), γεγονός που υποδεικνύει μία μεσοζωοπλαγκτονική βιοκοινωνία με παρόμοια χαρακτηριστικά, ως αποτέλεσμα της επίδρασης της ανοικτής θάλασσας στις ακτές της Κύπρου. Η χρήση τριών οικολογικών δεικτών έδειξε ότι η βιοκοινωνία των σημαντικότερων ομάδων όπως τα κωπήποδα και τα κλαδοκεραιωτά, χαρακτηρίζεται από χαμηλή εποχιακή και διαχρονική μεταβλητότητα. Τα αποτελέσματα σχετικά με τη σύνθεση των ειδών των κωπηπόδων, αλλά και κάποιων ειδών κλαδοκεραιωτών και Χαιτογνάθων, δείχνουν ότι υπάρχει μια διαφοροποίηση της βιοκοινωνίας τους στην περιοχή μελέτης που φαίνεται ότι τοποθετείται πιο κοντά στη βόρεια Λεβαντίνη Θάλασσα και όχι με το ανατολικό τμήμα της που βρέχει τις ακτές της Τουρκίας. Υπεύθυνο για αυτό φαίνεται να είναι πιθανότατα το περίπλοκο πρότυπο κυκλοφορίας του νερού στη Λεβαντίνη Θάλασσα. Λαμβάνοντας υπόψη τις συγκρίσεις της παρούσας διατριβής με αντίστοιχα στοιχεία από άλλες περιοχές της Α. Μεσογείου όσον αφορά στην εποχιακή διακύμανση των σημαντικότερων ειδών, γίνεται φανερό ότι υπάρχει έντονη μεταβλητότητα στην εποχιακή διακύμανση ακόμη και του ίδιου είδους μεταξύ των περιοχών σε κάθε μελέτη, ενώ υπάρχουν και περιπτώσεις όπου τα δεδομένα για την ίδια περιοχή είναι αλληλοσυγκρουόμενα. Αυτό πιθανότατα σημαίνει ότι, χωρικές και χρονικές διαφοροποιήσεις στα χαρακτηριστικά του νερού, που μπορεί να περιλαμβάνουν βιολογικές παραμέτρους (π.χ. αφθονία τροφής, αναπαραγωγή, ανταγωνισμός, θήρευση), ή/και φυσικοχημικές και υδρολογικές παραμέτρους, μπορεί να παίζουν σημαντικότερο ρόλο στην εποχιακή διακύμανση ενός είδους, από τις ημερομηνίες (άρα εποχές) των δειγματοληψιών. Τα συγκριτικά στοιχεία μεταξύ των τριών ετών της παρούσας μελέτης έδειξαν διαφορές για το έτος 2019, το οποίο ξεχώρισε τόσο για την υψηλότερη αφθονία κάποιων ειδών, όσο και για την παρουσία επιπλέον ειδών από ότι στα δύο προηγούμενα έτη. Το γεγονός αυτό μπορεί να οφείλεται στη διαφοροποίηση του θαλάσσιου περιβάλλοντος με την αύξηση των ποτάμιων απορροών εκείνη τη χρονιά λόγω των αυξημένων βροχοπτώσεων, χωρίς όμως να αποκλείεται η περίπτωση της τυχαιότητας. Από τις περιβαλλοντικές μεταβλητές, φαίνεται να ξεχωρίζει ο ρόλος της θερμοκρασίας που επηρέασε την εποχιακή δυναμική των taxa του μεσοζωοπλαγκτού, δημιουργώντας δύο διακριτές ομάδες, μία «καλοκαιρινή ομάδα», και μία άλλη «χειμερινή-ανοιξιάτικη ομάδα» με οργανισμούς που είχαν αυξημένη αφθονία την ψυχρή περίοδο. Ανάμεσά τους, υπήρξε μία τρίτη «φθινοπωρινή ομάδα». Η καθεμία από αυτές τις ομάδες, περιλαμβάνει ορισμένα χαρακτηριστικά είδη τα οποία έχουν αυξημένες αφθονίες αλλά και συχνότητες εμφάνισης σε αυτές τις χρονικές περιόδους.Το τρίτο κεφάλαιο εστιάζει σε μία ομάδα του μεσοζωοπλαγκτού, τα Χαιτόγναθα και διερευνά τη χωρο-χρονική κατανομή των επιμέρους ειδών, καθώς και τη διατροφή τους. Βρέθηκαν οκτώ είδη Χαιτογνάθων (Decipisagitta decipiens, Flaccisagitta enflata, Flaccisagitta hexaptera, Krohnitta subtilis, Mesosagitta minima, Pseudosagitta lyra, Sagitta bipunctata, Serratosagitta serratodentata), τα οποία αποτελούν νέες καταγραφές για το ζωοπλαγκτό των ακτών της Κύπρου. Δεν βρέθηκε κάποιο εισβολικό είδος. Η αφθονία του συνόλου των Χαιτογνάθων κυμάνθηκε από 1,33 έως και 156,25 άτομα/m3, και βρίσκεται μέσα στο εύρος διακύμανσης που έχει αναφερθεί για άλλες περιοχές της Α. Μεσογείου. Η σύνθεση της βιοκοινωνίας των Χαιτογνάθων, επιβεβαιώνει την επίδραση της ανοικτής βόρειας Λεβαντίνης Θάλασσας στο ζωοπλαγκτό των ακτών της Κύπρου, και τη διαφοροποιεί από τις ανατολικές ακτές της Λεβαντίνης, όπως αυτές της Τουρκίας. Κυρίαρχο είδος ήταν το F. enflata και ακολούθησαν τα επιπελαγικά είδη S. serratodentata, S. bipunctata και M. minima, που μαζί με τα υπόλοιπα μεσοπελαγικά είδη, είναι όλα τους χαρακτηριστικά της Α. Μεσογείου. Τα στοιχεία της εποχιακής διακύμανσης της αφθονίας των αναπτυξιακών σταδίων των ειδών αξιοποιήθηκαν για να προσδιοριστούν οι περίοδοι αναπαραγωγής τους, οι οποίες σε γενικές γραμμές ήταν σε συμφωνία με παλαιότερες μελέτες στην Α. Μεσόγειο. Η μελέτη της δίαιτας όλων των Χαιτογνάθων (3718 άτομα) έδωσε σημαντικά ποιοτικά και ποσοτικά αποτελέσματα. Η μέση τιμή του ποσοτικού δείκτη FCR για το σύνολο των Χαιτογνάθων ήταν 0,116 και βρίσκεται ενδιάμεσα στο εύρος διακύμανσης ανάλογων τιμών από προηγούμενες μελέτες στην ευρύτερη περιοχή της Α. Μεσογείου. Από τα οκτώ είδη Χαιτογνάθων, μόνο στα επτά βρέθηκε τροφή στον πεπτικό τους σωλήνα (όχι στο F. hexaptera). Μόνο για τα τέσσερα επιπελαγικά είδη τα στοιχεία για τη δίαιτα ήταν επαρκή και αναλύθηκαν. Από αυτά φάνηκε ότι στη δίαιτά τους κυριαρχούν τα κωπήποδα, ενώ βρέθηκαν ακόμη κλαδοκεραιωτά, θαλλιώδη και προνύμφες δεκαπόδων. Είναι γνωστό άλλωστε ότι τα Χαιτόγναθα αποτελούν τους κύριους θηρευτές των κωπηπόδων, αποτελώντας σημαντικό κρίκο στις θαλάσσιες τροφικές αλυσίδες ως δευτερογενείς καταναλωτές. Στο κυρίαρχο είδος F. enflata, τα κωπήποδα κατέλαβαν το 84,7 % της δίαιτας συνολικά, ενώ ανάλογα υψηλά ήταν και τα ποσοστά των κωπηπόδων για τα υπόλοιπα τρία είδη. Στις περιπτώσεις των δειγμάτων όπου βρέθηκαν κλαδοκεραιωτά στη δίαιτα του F. enflata, αλλά και των άλλων δύο ειδών, η αναλογία κωπηπόδων/κλαδοκεραιωτών ήταν μειωμένη, ενώ κάτι ανάλογο παρατηρήθηκε και στην περίπτωση των θαλλιωδών, τα οποία βρέθηκαν όταν η αναλογία κωπήποδα/θαλλιώδη είχε χαμηλές τιμές. Τα παραπάνω επιβεβαιώνουν τον οπορτουνιστικό χαρακτήρα των Χαιτογνάθων ως θηρευτών του ζωοπλαγκτού. Σε όλα τα είδη βρέθηκε άγνωστη (μη αναγνωρίσιμη) τροφή σε σημαντικά ποσοστά, και ιδιαίτερα στα νεαρότερα στάδια ανάπτυξης των 4 ειδών, αλλά και στα πιο μικρόσωμα είδη, με μέγιστα στο M. minima. Στο τέταρτο κεφάλαιο μελετάται η παρουσία μικροπλαστικών στα δείγματα του μεσοζωοπλαγκτού και αναλύονται τα χαρακτηριστικά της χωρο-χρονικής κατανομής τους, καθώς πρόκειται για την πρώτη μελέτη που δίνει στοιχεία για την αφθονία των μικροπλαστικών σε ολόκληρη την κολώνα του νερού 0-50 m στην Ανατολική Μεσόγειο. Μικροπλαστικά ήταν παρόντα σε όλα τα δείγματα και περιλάμβαναν κυρίως ίνες (11582 τεμάχια, μέση αφθονία 37,13 ± 21,33 τεμάχια/m3) και σε μικρότερο αριθμό θραύσματα (1124 τεμάχια, 4,19 ± 7,29 τεμάχια/m3). Οι διαφανείς ίνες κυριάρχησαν στο σύνολο των ινών καταλαμβάνοντας ένα μέσο ποσοστό 81,64 %, οι μωβ ίνες κατέλαβαν το 13,93 % επί του συνόλου, και ακολούθησαν οι μαύρες (2,70 %) και οι κόκκινες (1,68 %). Από την επισκόπηση της βιβλιογραφίας φαίνεται ότι οι ίνες αντιπροσωπεύουν τον κυρίαρχο τύπο των μικροπλαστικών που ρυπαίνουν το θαλάσσιο περιβάλλον, αντιστοιχώντας στο μεγαλύτερο ποσοστό ανθρωπογενούς ρύπανσης από μικροπλαστικά που βρίσκονται στους ωκεανούς, αλλά και στον πεπτικό σωλήνα θαλάσσιων οργανισμών. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι, σε σύγκριση με τη δυτική Μεσόγειο, η περιοχή αυτή της ανατολικής μεσογείου είναι περισσότερο ρυπασμένη με μικροπλαστικά, και ιδιαίτερα με συνθετικές ίνες. Οι περισσότερες από τις ίνες των μικροπλαστικών ήταν μικρότερες από 1 mm, ενώ τα περισσότερα από τα θραύσματα είχαν εμβαδόν λιγότερο από 0,05 mm2 και συνήθως το εμβαδόν στα περισσότερα ήταν μικρότερο από 0,3 mm2, γεγονός που τα καθιστά πιο επικίνδυνα για πρόσληψη με την τροφή από τους υδρόβιους οργανισμούς. Τα θραύσματα των μικροπλαστικών που βρέθηκαν στα δείγματα ταξινομήθηκαν σε έξι μορφότυπους. Τα περισσότερα από αυτά (53,38 %) ανήκαν στον μορφότυπο «σκληρό στρογγυλό» (HR), και ακολούθησε ο μορφότυπος «σκληρό πεπλατυσμένο» (HF) με ποσοστό 27,85 %. Τα ποσοστά των υπόλοιπων ήταν 6,32%, 5,16%, 4,20% και 3,20%, για τους μορφότυπους «μεμβρανώδης» (ML), «μαλακό στρογγυλό» (SR), «σαν καλώδιο» (CL) και «μαλακό πεπλατυσμένο» (SF), αντίστοιχα. Δεν υπήρξαν στατιστικά σημαντικές διαφορές στην αφθονία του συνόλου των ινών και των θραυσμάτων μεταξύ των τεσσάρων σταθμών δειγματοληψίας, ούτε μεταξύ των τεσσάρων εποχών και των τριών ετών της μελέτης, αλλά για τα θραύσματα υπήρξαν στατιστικά σημαντικές διαφορές αφθονίας μεταξύ των τεσσάρων εποχών με μεγαλύτερες τιμές το χειμώνα. Μία εξήγηση για αυτό μπορεί να σχετίζεται με το ότι, τα περισσότερα χειμερινά δείγματα προέρχονταν από το 2019 με τις ισχυρές βροχοπτώσεις και τις υπερχειλίσεις των φραγμάτων. Είναι πιθανό, λοιπόν, να μεταφέρθηκε μεγαλύτερος αριθμός μικροπλαστικών στη θάλασσα με αυτές τις ποτάμιες απορροές. Το χρώμα που κυριάρχησε μεταξύ των θραυσμάτων ήταν το διαφανές (32,83 % στο σύνολο), και ακολούθησαν το μαύρο (22,15 %), το λευκό (18,15 %) και το κίτρινο (10,68 %), ενώ τα υπόλοιπα χρώματα (μπλε, κόκκινο, πορτοκαλί, πράσινο, καφέ και ασημί) κατέλαβαν το υπόλοιπο 16,19 %. Υπήρξε σημαντική θετική συσχέτιση μεταξύ της αφθονίας του συνόλου των μικροπλαστικών και ιδιαίτερα των ινών, με αυτή του συνολικού ζωοπλαγκτού, όπως και με την αντίστοιχη του συνόλου των κωπηπόδων, που ήταν η κυρίαρχη ομάδα. Η επιπλέον διερεύνηση έδειξε ότι αυτή η συσχέτιση οφειλόταν στην πολύ μεγάλη συμμετοχή των ινών οι οποίες συσχετίστηκαν σθεναρά με το ζωοπλαγκτό στην περιοχή Λατσί. Παρότι είναι δύσκολο να ερμηνευθούν αυτά τα αποτελέσματα, υπάρχει η πιθανότητα αυτές οι ισχυρές συσχετίσεις να έχουν να κάνουν με την ιδιαίτερη υδρολογία και υδροδυναμική της συγκεκριμένης περιοχής.Τέλος, στο πέμπτο κεφάλαιο επιχειρείται μία σύνοψη των αποτελεσμάτων και εξαγωγή συμπερασμάτων από τα ευρήματα των προηγούμενων κεφαλαίων. Επιπλέον, γίνεται μία προσπάθεια για διατύπωση προτάσεων για τη συνέχιση της έρευνας.