Il caso dei tonni informati e ignoranti del Mediterraneo e delle aringhe norvegesi

La scarsità di animali saggi può avere conseguenze devastanti in una popolazione di migratori

[24 marzo 2014]

Tre ricercatori italiani hanno pubblicato sul Journal of The Royal Society Interface  uno studio che potrebbe rivoluzionare la nostra comprensione delle migrazioni dei pesci e di altri animali. Si tratta di Giancarlo De Luca della Scuola internazionale superiore di studi avanzati (Sissa) di Trieste, Matteo Marsili dell’Abdus Salam International Centre For Theoretical Physics (Ictp)di Trieste e Patrizio Mariani con il suo collega Brian R.MacKenzi, entrambi del Center for Makroøkologi, Evolution og Klima  dell’Institut for Akvatiske Ressources della Danmarks tekniske universiteit (Dtu Aqua) di Copenhagen.

In “Fishing out collective memory of migratory schools” i quattro ricercatori  spiegano che «Gli animali formano gruppi per molte ragioni, ma ci sono costi e benefici associati alla formazione del gruppo. Uno dei vantaggi è la memoria collettiva. Nei gruppi in movimento, le interazioni sociali svolgono un ruolo cruciale nella coesione e nella capacità di prendere decisioni consensuali. Durante la migrazione per la  deposizione delle uova alle aree di alimentazione, i banchi di pesce hanno bisogno di mantenere una memoria collettiva del sito di destinazione per migliaia di chilometri, ed i  cambiamenti nella formazione del gruppo o le preferenze individuali possono produrre cambiamenti improvvisi nelle rotte migratorie».

Il team italo-danese propone un quadro di modellazione basato su reti adattive stocastiche che può riprodurre questo comportamento collettivo. I 4 ricercatori partono dal presupposto che la formazione del gruppo di animali che tiene sotto controllo la migrazione basa il suo comportamento su tre fattori e comportamenti: «L’intensità dell’interazione sociale, il numero relativo di individui informati e la forza della preferenza che gli individui informati hanno per una particolare area di migrazione». Lo studio ha trattato questi fattori in modo indipendente ed ha rapportato e preferenze degli individui all’esperienza ed alla memoria per alcuni siti di migrazione. Il team pensa così di aver dimostrato che «La rimozione di delle conoscenze individuali o l’alterazione delle preferenze individuali è in grado di produrre rapidi cambiamenti nella formazione di un gruppo e nei comportamenti collettivi. Ad esempio, la pesca intensiva che ha come target le specie migratorie e anche le loro prede preferite, al termine può ridurre entrambe a un punto in cui la migrazione verso i siti di destinazione si ferma improvvisamente. Gli approcci concettuali rappresentati dal nostro modelling framework possono quindi essere in grado di spiegare i cambiamenti su larga scala nella  migrazione e nella distribuzione spaziale dei pesci».

Alla Sissa fanno l’esempio della pesca del tonno in Norvegia, che fino agli anni ’50  era fiorente, seconda solo quella alle sardine, «Questa specie compiva ogni anno una migrazione partendo dal Mediterraneo orientale fino alle coste norvegesi. All’improvviso però nel giro di 4 – 5 anni solamente, i tonni non sono mai più tornati in Norvegia». È proprio cercando di risolvere questo mistero che il team italo-danese  ha iniziato a progettare un modello di “rete stocastica adattiva”. I fisici triestini volevano simulare, semplificandolo, il comportamento collettivo di gruppi di animali e sottolineano che il loro risultato, «Dimostra che il numero di “portatori di conoscenza” del gruppo,  i legami sociali e la forza decisionale dei saggi sono variabili “critiche”, la cui minima oscillazione può portare a cambiamenti catastrofici del sistema».

De Luca spiega: «Siamo partiti ispirandoci al fenomeno che ha Interessato i tonni, ma in realtà abbiamo poi sviluppato un modello generale che si può applicare a molte situazioni riguardanti le collettività “in movimento. Il comportamento collettivo di un gruppo può essere trattato come una “proprietà emergente”, cioè il risultato dell’autoorganizzazione del comportamento dei singoli individui. Nel gruppo la maggior parte degli individui può non possedere conoscenze adeguate, per esempio su dove si trova una zona ricca di cibo. In realtà però per far funzionare il gruppo è sufficiente un numero ristretto di esemplari con queste informazioni. Gli altri, quelli ignoranti, si limiteranno ad adeguarsi a semplici regole sociali, per esempio quella di seguire i vicini».

Al Sissa spiegano più dettagliatamente la faccenda: «La tendenza ad adeguarsi alla norma, il numero di esemplari saggi e la risolutezza con cui seguono la loro rotta (che i ricercatori hanno interpretato come direttamente collegata all’appetibilità della risorsa, cioè la sua abbondanza) sono le variabili critiche» e De Luca aggiunge: «Quando i saggi scendono sotto un certo numero, o la loro decisione nell’andare in una certa direzione diminuisce sotto una certa soglia, la rotta sparisce all’improvviso. Nelle nostre reti gli esemplari sono “punti”, con collegamenti fra loro che si formano e spariscono Nel corso del processo, seguendo alcune regole stabilite. È un modo semplice e generale di Rappresentare il sistema che ha il vantaggio di poter essere risolto analiticamente».

Ma c’è ancora un problema da risolvere: cosa è successo allora ai tonni norvegesi? De Luca pensa di avere una risposta anche a questa domanda: «In base ai nostri risultati abbiamo formulato delle ipotesi che però andranno verificate sperimentalmente. Negli anni ’50 in Norvegia si è verificata una diminuzione della biomassa e della quantità di aringhe, la principale fonte di cibo per i tonni, che potrebbe aver avuto un ruolo nella sparizione. Questo è in linea con il nostro modello, ma c’è di più. In poco tempo le aringhe sono tornate a livelli normali, eppure i tonni non sono ricomparsi. Perché?».

L’ipotesi che ha fatto il team di ricercatori è che «Pur non essendo variato il numero complessivo di tonni mediterranei, sia variata la composizione della popolazione» e De Luca evidenzia un altro aspetto che potrebbe spiegare il mistero: «I tonni più appetibili per la pesca industriale sono quelli più grandi, i più anziani, che sono presumibilmente anche quelli con le maggiori conoscenze, i saggi appunto».

L’ultima curiosità da risolvere è: cosa succede se i saggi sono troppi? «Troppi sapientoni servono a poco –  scherza De Luca – Il miglioramento della prestazione di gruppo sopra un certo numero di saggi, infatti, non aumenta in maniera così sensibile da giustificare il “costo” della loro formazione. Il rapporto più favorevole fra costi e benefici si ottiene mantenendo il numero di saggi sopra un certo numero, ma comunque minoritario rispetto all’intera popolazione».