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In questo articolo

  • Riepilogo
  • Abstract
  • Introduzione
  • Protocollo
  • Risultati
  • Discussione
  • Divulgazioni
  • Riconoscimenti
  • Materiali
  • Riferimenti
  • Ristampe e Autorizzazioni

Riepilogo

Comprendere i modelli spaziotemporali nelle dinamiche della popolazione di granchi verdi è essenziale per prevedere e gestire gli impatti ecologici ed economici di questa specie invasiva dannosa. Questo protocollo è stato sviluppato nel tentativo di creare un metodo standardizzato per valutare le popolazioni di granchi verdi nella zona intertidale rocciosa dell'Atlantico nord-occidentale.

Abstract

Le specie invasive hanno causato gravi perturbazioni agli ecosistemi di tutto il mondo. Il granchio verde europeo invase il Nord America nel 1800 ed è considerato uno dei 100 peggiori invasori del mondo dalla IUCN. Le osservazioni delle dinamiche della popolazione di granchi verdi spatiotemporali sono essenziali per prevedere e gestire gli impatti ecologici ed economici di questa dannosa specie invasiva. Questo protocollo è stato sviluppato nel tentativo di creare un metodo standardizzato per valutare le dinamiche della popolazione di granchi verdi nella zona intertidale rocciosa del New England e del Canada atlantico. Il protocollo è stato progettato per essere accessibile a più utenti tra cui ricercatori, educatori, studenti e scienziati cittadini. Sebbene sia stato progettato per il rilevamento delle popolazioni di granchi, questo protocollo è facile da adattare e potrebbe essere utilizzato per qualsiasi numero di specie intertidali. I dati risultanti raccolti utilizzando questo protocollo hanno una vasta gamma di usi, tra cui informare la ricerca ecologica, gli sforzi di conservazione, le strategie di mitigazione e lo sviluppo della pesca, nonché per scopi educativi di sensibilizzazione.

Introduzione

Le invasioni biologiche possono potenzialmente interrompere le interazioni delle specie e i processi ecologici e possono avereconseguenze ecologiche di vasta portata 1,,2,,3 ed economiche4. La capacità di prevedere, mitigare e adattarsi con successo alle invasioni dipende fortemente dalla caratterizzazione delle dinamiche della popolazionespaziale5. Mentre esiste una serie di strumenti (ad esempio, genetica delle popolazioni, isotopi stabili) e stanno emergendo (ad esempio, eDNA) per rintracciare le specie invasive, le tradizionali tecniche di monitoraggio in situ continuano ad essere ampiamente utilizzate per valutare la distribuzione e l'abbondanza invasive delle specie.

Il granchio verde europeo (Carcinus maenas) è una specie invasiva che è stata rilevata per la prima volta in Nord America nel 1817 e ha invaso con successo ecosistemi intutto il mondo 6,,7. I granchi verdi hanno una moltitudine di impatti negativi sugli ecosistemi locali, tra cui la riduzione delle popolazioni bivalve autoctone attraverso lapredazione 8,,9,la competizione con crostacei nativi per cibo e riparo10,,11,,12 e la distruzione dell'habitat dell'erba di anguilla e le successive modifiche alla struttura della comunitàittiche 12,,13,,14. Ad aggravare questi problemi è il legame tra l'aumento della temperatura e l'aumento dell'abbondanza di granchi verdi e / o l'espansione dell'intervallo15,16, che ha avuto gravi conseguenze ecologiche e socioeconomiche in aree come il Golfo del Maine, dove il riscaldamento si sta verificando più velocemente del 99% degli altri oceanidel mondo 17.

Sulla costa orientale del Nord America, i granchi verdi vanno dalla Virginia a Terranova. Si trovano più comunemente sulle coste, sugli estuari e sugli embayment protetti dalle onde in profondità che vanno dal livello dell'alta marea a 5-6 m18. La loro presenza nella zona intertidale li rende una specie marina ideale per le indagini sul litorale. La caratteristica più distintiva utilizzata per identificare i granchi verdi è il modello di cinque spine o "denti" su ciascun lato degli occhi e tre spine tra gli occhi (vedi appendice 1). Il loro carapace (lato dorsale) è tipicamente un verde scuro screziato e marrone, ma i motivi di colore ventrale possono variare notevolmente (vedi Appendice 2).

Ci sono molte organizzazioni, ricercatori, gruppi di scienziati cittadini ed educatori che attualmente conducono il monitoraggio della popolazione di granchi verdi. Tuttavia, la mancanza di un protocollo standardizzato rende difficile confrontare i set di dati e, in ultima analisi, comprendere le popolazioni di granchi verdi su scala locale e regionale. Questo protocollo è stato progettato per quantificare le dinamiche della popolazionespaziale dei granchi verdi nella zona intertidale rocciosa nel New England e nel Canada atlantico. Idealmente, lo sviluppo di un sondaggio standardizzato, economico e facilmente adattabile promuoverà sforzi di monitoraggio a lungo termine da parte di un'ampia gamma di utenti, tra cui ricercatori, scienziati cittadini, educatori e studenti.

Sebbene i granchi verdi siano la specie bersaglio di interesse per questo protocollo, i dati vengono raccolti anche per i nativi Giona e granchi di roccia(Cancer borealis e Cancer irroratus),così come il granchio costiero asiatico invasivo(Hemigrapsus sanguineus). Queste sono specie di granchi che si trovano comunemente nella zona intertidale rocciosa nel Nord del New England, e le tendenze nella distribuzione e nell'abbondanza della popolazione hanno un significato ecologico ed economico. Parallelamente a questo protocollo è stata sviluppata una Guida intertidale sul campo del granchio per aiutare nell'identificazione dei granchi (Appendice 1) specifica per il New England settentrionale. Per questo protocollo è stata sviluppata anche una piattaforma di immissione e archiviazione dei dati chiamata "Intertidal Green Crab Project" utilizzando Anecdata19. Anecdata è una piattaforma gratuita di citizen science online che fornisce soluzioni web-based e mobili per la raccolta e l'accesso alle osservazioni e fornisce una piattaforma intuitiva per raccogliere, gestire e condividere facilmente i dati.

Protocollo

1. Tempistica dei lavori d'indagine

  1. Condurre indagini tra maggio e novembre, durante l'apice della produttività nella zona intertidale.
  2. Pianificare indagini sulle maree negative o zero (cicli lunari generalmente nuovi e pieni) per consentire un tempo adeguato nella bassa zona intertidale (cioè almeno 2 ore).

2. Preparazione pre-indagine

  1. Individuare e stampare tutte le guide ai campi e i fogli di raccolta dati (vedere Appendici) prima di condurre il sondaggio, se questo è il metodo preferito. Se si utilizza l'app Anecdata per guide sul campo e raccolta dati, visitare il sito Web Anecdata e partecipare al Progetto Intertidal Green Crab19. Le categorie di raccolta dati e raccolta Anecdata sono identiche.

3. Selezione e descrizione del sito

  1. Individua un sito intertidale roccioso riparato dalle onde con ciottoli (cioè non stabili, arrotolati dall'azione delle onde) e habitat di baldacchino algale. Assicurarsi che vi siano almeno 100 m di litorale per soddisfare il campionamento pianificato.
  2. Registra la posizione del sito di studio utilizzando un'unità GPS (Global Positioning System) o un dispositivo come uno smartphone che ha capacità GPS (ad esempio, molte app bussola sono scaricabili gratuitamente o sono già pre-programmate sugli smartphone). Registrare le coordinate del sito nella scheda dati dell'indagine intertidale (Appendice 3) o direttamente nel progetto Intertidal Green Crab su Anecdata.
  3. Al tempo di bassa marea previsto (determinato dal sito Web NOAA Tide Predications o da un'app come Tides) eseguire un nastro transetto di 50 m verticalmente dalla bassa zona intertidale (cioè la zona splash) alla zona intertidale alta (cioè la zona microalgale nera che è tipicamente asciutta con l'alta marea). Dividere la distanza risultante in tre sezioni uguali: alta, centrale e bassa (Figura 1). La bassa sezione intertidale, parallela al litorale, è l'area di campionamento bersaglio.
  4. All'interno della bassa zona intertidale, misurare una distanza di 100 m parallela al litorale (Figura 2) e stabilire marcatori permanenti che delimitano questa zona utilizzando punti di riferimento permanenti naturali o rebar come massi immobili, sporgenze, piluri di banchina, ecc.

4. Condurre un'indagine

  1. Prima di arrivare al sito di rilevamento, registrare le seguenti informazioni sulla scheda dati dell'indagine intertidale (Appendice 3) o direttamente nel Progetto Intertidal Green Crab su Anecdata: nome del sito, data di campionamento, partecipanti, ora e altezza della bassa marea nella posizione /data da campionare (determinata utilizzando il sito Web NOAA Tide Predications o un'app come Tides) e fase lunare (determinata utilizzando un calendario lunare come www.moongiant.com).
  2. All'arrivo al sito di rilevamento, individuare la sezione di 100 m del litorale intertidale basso in cui verrà condotto il rilevamento, disimballare l'attrezzatura e organizzare schede tecniche e guide sul campo.
  3. Facoltativamente, misurare la temperatura dell'acqua utilizzando un termometro digitale impermeabile nelle acque poco profonde adiacenti all'area di campionamento.
    1. Misurare la salinità posizionando diverse gocce d'acqua raccolte adiacenti all'area di campionamento sul prisma di rifrazione di un rifrattometro di salinità.
    2. Registrare la temperatura dell'acqua in °C e la salinità in parti per mille (ppt) sulla scheda dati dell'indagine intertidale o direttamente nel progetto Intertidal Green Crab sull'app Anecdata.
  4. Inizia l'indagine avviando a casaccio il quadrato di 1 m2 all'interno dell'area predefinita della zona intertidale bassa che corre parallela al litorale (non è necessario un nastro transetto per condurre l'indagine perché l'area del campione è già stata definita). Registra una stima visiva della percentuale di roccia spostabile (cioè ciottoli / ghiaia che puoi guardare sotto) e copertura del baldacchino delle alghe (ad esempio Ascophyllum o Fucus spp.) all'interno del quadrato al quarto per cento più vicino (cioè, 0, 25, 50, 75 o 100%). Un habitat intertidale roccioso è spesso irregolare e può contenere aree di sabbia, fango, sporgenza o altri habitat in cui non si trovano granchi verdi.
    1. Per evitare stime della densità di inclinazione campionando habitat inadatti, campionare solo i quadrilateri con roccia mobile superiore al 50%, o superiore al 50% di baldacchino algale. Evitare anche aree di campionamento in cui massi o sporgenze sono notevolmente elevati al di sopra del profilo del litorale all'interno della bassa zona intertidale, in quanto questo habitat può essere più rappresentativo della zona intertidale centrale.
  5. All'interno di ogni quadrato, solleva rocce o ciottoli spostabili e allontana attentamente le alghe per cercare granchi. Assicurati di sostituire tutte le rocce e le alghe come si trovano. Raccogli tutti i granchi trovati e conservali in un secchio fino a quando l'intero quadrato non è stato cercato.
  6. Identificare le specie di ciascun granchio utilizzando la Guida intertidale al campo del granchio(Appendice 1, o fonte sulla piattaforma del progetto Anecdata) e registrare utilizzando i codici specie elencati nella scheda dati dell'indagine intertidale (Appendice 3) o nel Progetto granchio verde intertidale sull'app Anecdata.
  7. Misurare la larghezza del carapace (CW) di ogni granchio attraverso la parte più ampia del carapace, che si estende dalla punta alla punta delle spine terminali, al più vicino 1 mm usando le pinze Vernier.
  8. Usa l'addome (o "grembiule") sul lato ventrale del granchio per determinare il sesso. I granchi maschi tendono ad avere un addome stretto e appuntito e i granchi femmine tendono ad avere un addome più largo a forma di alveare(Appendice 1). Solo sesso record per granchi ≥ 10 mm CW.
  9. Per tutti i granchi, numero record di artigli, numero di zampe, condizione del guscio (cioè guscio duro o morbido come determinato dal fatto che il carapace resista (duro) o dia (morbido) quando viene applicata la pressione delle dita) e la presenza (cioè ovigerosa) o l'assenza di uova estruse per le femmine.
  10. Facoltativamente, registrare il colore per i granchi verdi, ma non per altre specie di granchi, utilizzando il protocollo di colore sviluppato da Young ed Elliot20 (Appendice 2). Questo protocollo dovrebbe essere utilizzato solo se i chip di vernice effettivi possono essere provenienti e portati sul campo, poiché le versioni stampate possono variare notevolmente. Identificare le condizioni del guscio pre-muta per i granchi verdi utilizzando indicatori pre-muta esterni (Appendice 4o fonte sulla piattaforma di progetto Anecdata). I granchi verdi pre-muta sono entro 3 settimane dalla muta e sono di particolare interesse per l'emergente pesca dei granchi verdi a gusciomorbido 21,,22.
  11. Riportare tutti i granchi nell'habitat all'interno del quadrilatero una volta registrate tutte le misurazioni e le caratteristiche.
  12. Continuare a tosare a casaccio il quadrato all'interno dell'area intertidale bassa predefinita fino a campionare un totale di 10 m2. Spostarsi continuamente lungo la bassa area intertidale del litorale e assicurarsi che i quadrilatero siano separati da un minimo di 1 m in modo che il ricampionamento non si verifichi e un massimo di 10 m in modo che l'area di rilevamento non superi i 100 m.

5. Gestione e analisi dei dati

  1. Se si utilizzano schede tecniche, verificare la presenza di errori e leggibilità in tutte le schede tecniche non elaborati dopo il rilevamento, la fotocopia, la scansione e l'archiviazione. Utilizzare la fotocopia per l'immissione dei dati in un foglio di calcolo di Excel (vedere ad esempio l'Appendice 5) o nel progetto Intertidal Green Crab su Anecdata19. Archiviare elettronicamente le schede tecniche digitalizzate.
  2. Condurre analisi dei dati adeguate alla progettazione dello studio. Le metriche della popolazione utile includono la densità del granchio (numero totale di granchi diviso per il numero totale di quadrilateri campionati), il rapporto sessuale, la frequenza cumulativa delle dimensioni, il tasso di lesioni, il rapporto condizione guscio e i tassi complessivi di incontro delle specie (ad esempio, % di granchi nativi vs invasivi).

Risultati

Nel 2019, questo protocollo è stato utilizzato per condurre sondaggi mensili intertidali sui granchi verdi in tre località da maggio a novembre (Sandy Point, Yarmouth, ME (43°46'17.92"N, 70° 8'45.52"W), Robinhood Cove, Georgetown, ME (43°48'13.80"N, 69°44'50.97"W), e New Meadows River, West Bath, ME (43°51'17.84"N, 69°51'55.20"W)), e in un'unica posizione da maggio ad agosto (fiume Damariscotta, Walpole, ME (43°56'9.42"N, 69°34'52.75")). I dati raccolti indicavano ampie variazioni nella densità della popolazio...

Discussione

Questo protocollo descrive un metodo di indagine per valutare le tendenze spaziali e temporali delle popolazioni di granchi nella zona intertidale rocciosa che è accessibile a più utenti tra cui ricercatori, educatori, studenti e scienziati cittadini. I vantaggi di questo protocollo includono quanto segue: non richiede attrezzature specializzate o costose, la metodologia èrd accessibile per un'ampia gamma di livelli di abilità (ad esempio, gli studenti di terza e4a elementare l'hanno utilizzata ...

Divulgazioni

L'autore non ha nulla da rivelare.

Riconoscimenti

Vorrei ringraziare i numerosi ricercatori, studenti, insegnanti e scienziati cittadini che mi hanno testato e aiutato a migliorare questo protocollo negli ultimi anni: la dott.ssa Gabriela Bradt, il Dr. Robert Steneck, Erica Ferrelli, Ethelth Wilkerson, Susan Ayers e la Georgetown Central School 3e 4studenti di terza elementare, Julie Upham e gli studenti di quarta elementare di West Bath, il team GMRI Vital Signs e i volontari del servizio comunitario Idexx Laboratories. Ringrazio Anne Hayden, Caitlin Cleaver e Hannah Webber per aver fornito commenti e suggerimenti su questo manoscritto. Ringrazio le seguenti fonti di finanziamento per sostenere lo sviluppo e l'esecuzione di questo protocollo: NOAA Saltonstall-Kennedy Grant Program (Grant #NA18NMF4270194), Maine Sea Grant, Robert and Patricia Switzer Foundation e Georgetown Island Education Fund. Infine, questo manoscritto è stato notevolmente migliorato grazie ai commenti e alle modifiche fornite da tre revisori anonimi.

Materiali

NameCompanyCatalog NumberComments
1 m2 PVC quadrat (1/2" PVC)Any hardware/home improvement storePVC can be sourced at any hardware/home improvement store and cut into 1m lengths to form quadrat (4 1/2" PVC elbows will also be needed to connect 1 m lengths into square)
1/2" rebarHome depot5152*optional (for marking low intertidal area)
40 m Fiberglass Transect TapeGrainger3LJX1
5 gal bucketHome depot05GLHD2
Ade Advanced Optics Salinity RefractometerAmazon*optional
Clip boardAny office supply store or Amazon
Uei Waterproof Digital ThermometerAmazon*optional
Vernier calipersBel-ArtMany companies make calipers, however our preferred brand is Bel-Art which can be sourced on Amazon

Riferimenti

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