Combining the use of Fishing Habitat Analysis and Individual Based Models to study the reproductive strategy of anchovy (Engraulis encrasicolus) and Sardine (Sardina pilchardus)in the Adriatic sea

Anchovy (Engraulis encrasicolus, L.) and Sardine (Sardina pilchardus, Walb.) are two of the most important commercial species of the Adriatic sea. Total catch of these two species showed wide fluctuating during the two last decades. Several studies were carried out in the Adriatic sea in order to assess the effect of environmental factors on recruitment of the small pelagic fish but the results obtained varied from one area to another and also with time as well as the number of environmental factors investigated. Since now comparative studies on the influence of the water masses dynamics on the transport and survival of small pelagics have never carried out in the Adriatic sea and this could be a key factors to improve the knowledge in the early life history of these two species. In the present study the so-called Individual Based Models (IBMs) that combine “Lagrangian” approach with biological behaviour were used to simulate eggs and larvae release and follow their transport from the spawning grounds to the nursery areas in order to obtain numerical values evaluating the strength of recruitment driven by water masses dynamic. The aims were achieved trough three different steps: determination of late larvae and juvenile potential habitats (nursery areas) in the Adriatic sea; identification of possible eggs concentration and retention areas among the Adriatic sea in order to compare them with known and possible nursery areas; modelling the success of different spatio-temporal spawning strategy of anchovy and sardine in relation to the passive transport of eggs and larvae from the main spawning grounds to the main nursery areas. Application of models reveals that some hypotheses previously formulated about eggs and larval patterns can be confirmed using numerical models. Furthermore concentration and retention analysis support, in terms of particles transport, what revealed by previous studies considering only environmental parameters. All the continental shelf of the northern and western part of the basin could be considered as areas in which particles are channelled by currents. The last one can be considered a retention area in which particles remains after being released there or transported from other spawning grounds. These results are in agreement with anchovy spawning strategy. Sardine spawning during winter seems that can be matched with seasonal variability in the general circulation of the Adriatic sea determining the success of transport of eggs and larvae to the nursery areas more during December and January then in the summer. Water masses dynamic seems to play an important role in the recruitment of these two pelagic species. The results obtained provide an incentive to conduct new simulations and to extend the same simulations already done to different periods and focusing the attention on other biological aspects that can be influence the recruitment success.

Acciughe (Engraulis encrasicolus, L.) e sardine (Sardina pilchardus, Walb.) sono due delle specie commerciali più importanti nel mare Adriatico. Il valore delle catture totali ha fatto registrare ampie fluttuazioni durante gli ultimi vent’anni. A questo proposito numerosi studi sono stati condotti per comprendere come le condizioni ambientali possano influenzare il reclutamento di queste due specie di piccolo pelagici, ma i risultati ottenuti sono diversi perché riferiti a zone diverse o perché analizzati in tempi diversi, diversi sono stati anche i parametri considerati. Fino ad ora nessun lavoro ha preso in considerazione il ruolo e l’influenza che la dinamica delle masse d’acqua può avere nel determinare la sopravvivenza delle uova e delle larve dei piccolo pelagici fino a determinarne il reclutamento. Questo fattore potrebbe essere un fattore chiave per comprendere meglio le dinamiche legati alle prime fasi di sviluppo di questa specie. In questo studio i cosiddetti Individual Based Models (IBMs) che combinano l’approccio Langrangiano allo studio del trasporto delle particelle con le caratteristiche biologiche della specie sono stati usati con lo scopo di simulare il rilascio e il trasporto delle uova e delle larve dalle aree di spawning a quelle di reclutamento valutandone la percentuale di successo. Tre diversi passi sono stati fatti per valutare gli aspetti menzionati sopra: l’individuazione delle aree potenziali di nursery, aree cioè in cui le condizioni sono favorevoli al reclutamento delle alici e le sardine; l’identificazione delle possibili aree di concentrazione e di ritenzione nell’ambito del mare Adriatico; la simulazione attraverso modelli di differenti scenari spazio-temporali di spawning delle due specie in modo da poter valutare numericamente la percentuale di successo nel reclutamento dovuta alle differenti condizioni prese in considerazione in ciascuno scenario. L’applicazione dei modelli ha confermato alcune delle ipotesi precedentemente fatte sul trasporto delle uova e delle larve. Inoltre l’individuazione delle aree di concentrazione e ritenzione conferma quanto rilevato nei precedenti studi. La prte ovest del bacino Adriatico caratterizzato da acque a bassa profondità rappresenta un’area in cui le uova e le larve vengono convogliate. Lo stesso vale per le acque basse che caratterizzano la parte settentrionale del bacino le quali però risultano essere anche aree di ritenzione di tali uova, vale a dire che le uova rilasciate in tale area o che vengono trasportate in essa rimangono confinate dalle correnti marine per periodi di tempo piuttosto lunghi. Questi risultati sono in accordo con quanto evidenziato dai precedenti studi sulle acciughe che individuavano tali aree come possibili aree di nursery per questa specie. Anche lo spawinig delle sardine che avviene durante l’inverno sembra essere in accordo con la circolazione generale dell’Adriatico. Infatti la circolazione delle masse d’acque in inverno convoglia le uova e le larve di tale specie verso quelle che sono conosciute come aree di nursery mentre tale comportamento non viene evidenziato durante i mesi estivi. La dinamica delle masse d’acqua sembra svolgere un ruolo rilevante nel processo di reclutamento delle due specie pelagiche prese in considerazione. I risultati ottenuti sono incoraggianti e suggeriscono di ampliare il campo di applicazione di tali simulazioni considerando periodi di tempo più ampi o introducendo nelle simulazioni9 stesse l’effetto di componenti biologiche relative alle caratteristiche delle prime fasi di vita delle due specie di piccoli pelagici.