Dodici anni di monitoraggio acustico rivelano i segreti più intimi delle cernie di Porto Rico: una svolta per la tutela delle specie vulnerabili

Dodici anni di registrazioni acustiche rivelano i contorni di una vita che non abbiamo mai osservato da così vicino. Analizzando due particolari suoni emessi dalle cernie caraibiche di Porto Rico durante la stagione riproduttiva, i ricercatori della Florida Atlantic University sono riusciti a monitorare l’evoluzione nel tempo del loro comportamento.

Esaminando le registrazioni con l’aiuto di un complesso algoritmo di apprendimento automatico hanno così scoperto che in quel particolare sito di riproduzione i vocalizzi legati alla difesa del territorio sono aumentati notevolmente, e che le cernie potrebbero aver preso a deporre le uova in maniera meno “sincronizzata”, forse in risposta a variazioni ambientali o demografiche, o per sottrarsi a quei pescatori che sfruttano la rumorosa stagione riproduttiva per catturare grandi quantità di pesci distratti dal corteggiamento.

La pericolosa vita delle cernie nella stagione dell’accoppiamento

Ogni inverno, le cernie caraibiche si allontanano da atolli e scogliere per raggiungere il mare aperto. Percorrono decine di chilometri per radunarsi, a centinaia, tra le rocce e i fondali delle barriere coralline: qui, sotto la luna piena, depongono le loro uova in grandi e rumorose adunanze. Per un periodo di una o due settimane, tra gennaio e febbraio, le solitarie e territoriali cernie della famiglia Epinephelidae vivono insieme ai propri simili. Questi raduni, frutto di una precisa strategia riproduttiva, possono però trasformarsi in un pericolo esistenziale.

Questo comportamento così facilmente prevedibile, che vede gli animali concentrarsi per pochi giorni in poche zone molto specifiche, li rende particolarmente vulnerabili alla pesca eccessiva durante la stagione riproduttiva. Molti di questi luoghi “familiari” in cui le cernie andavano per riprodursi, tra Porto Rico e il Golfo del Messico, sono già scomparsi.

Come spiegano i ricercatori della Florida Atlantic University, che da anni studiano le popolazioni locali di cernie, la pesca eccessiva in aree così delicate può ridurre le popolazioni in maniera significativa. Perciò, hanno sviluppato una strategia di monitoraggio che consente di rilevare cambiamenti demografici e comportamentali prima che sia troppo tardi, in modo da garantire la conservazione di queste specie – che tra l’altro hanno un discreto valore commerciale.

Ascoltare i vocalizzi per studiare il comportamento dei pesci

Per esaminare l’evoluzione del comportamento riproduttivo della cernia caraibica (Epinephelus guttatus), in collaborazione con HJR Reefscaping, l’Università delle Isole Vergini e l’Università di Porto Rico, i ricercatori della FAU hanno utilizzato il monitoraggio acustico passivo. Le cernie, infatti, usano suoni ritmici a bassa frequenza per attrarre le compagne e difendere il territorio – suoni che sono ben riconoscibili. Come si legge in uno studio del 2023, i richiami dell’E. guttatus si muovono tra i 100 e i 200 Hz, e contengono segmenti tonali con una frequenza di pulsazione variabile.

“Le cernie producono suoni molto distinti, associati al corteggiamento, alla territorialità o alla riproduzione. Alcuni suoni sono specie-specifici in termini di impulso e frequenza, il che consente di rilevare chiaramente il loro segnale dalle registrazioni acustiche. Questi richiami sono distintivi per durata, frequenza di picco e caratteristiche tonali, e sono facilmente distinguibili l’uno dall’altro, sia a livello uditivo che visivo, negli spettrogrammi”,

aveva allora affermato Laurent Chérubin, professore di ricerca presso la FAU Harbor Branch, tra gli autori dello studio.

Il monitoraggio acustico delle cernie caraibiche di Porto Rico era iniziato già nel 2007: d’altronde, lo scopo di Chérubin e colleghi è sempre stato quello di monitorare il comportamento riproduttivo dei pesci a lungo termine, e in maniera continua. I ricercatori hanno così analizzato oltre 2.000 ore di registrazioni subacquee provenienti da un singolo sito di riproduzione al largo della costa occidentale di Porto Rico. Quello appena pubblicato sulla rivista ICES Journal of Marine Science è uno dei set di dati acustici più estesi e ininterrotti mai raccolti per una specie di pesce di barriera.

Il video realizzato al termine della ricerca sui grugniti della cernia rossa

Come è cambiato il comportamento delle cernie di Porto Rico

A differenza della maggior parte degli studi acustici, che monitorano i livelli sonori generali, la nuova ricerca si è concentrata su specifici richiami legati a comportamenti distinti. La cernia caraibica E. guttatus produce due tipi di suoni principali: uno per il corteggiamento e un altro per la difesa del territorio. Monitorare questi suoni nel tempo ha permesso agli scienziati di rilevare sottili cambiamenti nel comportamento riproduttivo e nelle dinamiche di popolazione.

L’analisi ha confermato l’andamento stagionale dell’attività riproduttiva della cernia, strettamente allineato coi cicli lunari. Uno dei risultati più sorprendenti, però, riguarda proprio l’evoluzione dei vocalizzi nel corso del tempo. Tra il 2011 e il 2017, spiegano gli scienziati, i richiami legati al corteggiamento erano più comuni. A partire dal 2018, però, quelli legati a comportamenti territoriali sono diventati decisamente dominanti, quasi triplicando in 12 anni.

“Questo cambiamento potrebbe indicare cambiamenti nella popolazione, come un aumento del numero di maschi più anziani o dominanti, cambiamenti nel rapporto tra i sessi o persino uno spostamento nell’area di deposizione delle uova”, 

spiega Chérubin, autore principale del nuovo studio.

I ricercatori hanno anche osservato picchi di produzione sonora più frequenti e multipli negli anni recenti, il che suggerisce che la deposizione delle uova possa ora essere distribuita su più giorni rispetto al passato. Questi cambiamenti, si legge nella ricerca, potrebbero essere risposte a variazioni ambientali o demografiche.

“Ciò che è straordinario è che anche un singolo microfono subacqueo può rivelare così tanto sulle popolazioni ittiche. Con un monitoraggio costante a lungo termine, possiamo individuare segnali di allarme precoci – come cambiamenti nel comportamento riproduttivo o stress della popolazione – e fornire ai gestori delle risorse le informazioni necessarie per adattare le strategie di conservazione prima che sia troppo tardi”,

spiega Chérubin.

FADAR, l’algoritmo che ascolta i pesci nel loro ambiente

I ricercatori hanno usato uno strumento avanzato di apprendimento automatico chiamato FADAR (Fish Acoustic Detection Algorithm Research), che permette di rilevare e distinguere diversi tipi di richiami in maniera veloce e molto precisa. Sviluppato nel 2018 dai ricercatori della FAU, il FADAR può identificare quattro specie di cernia, tra cui E. guttatus ed E. striatus, nel loro ambiente naturale, e può distinguere diversi tipi di richiami legati a comportamenti specifici.

Come spiega il professore dell’Harbor Branch Oceanographic Institute,

“Grazie a FADAR, abbiamo elaborato 12 anni di dati acustici in poche settimane, scoprendo modelli che avrebbero richiesto anni per essere individuati. È una svolta per il monitoraggio e la gestione di pesci di barriera come la cernia caraibica”.

Utilizzando tecnologie acustiche avanzate in un singolo sito, i ricercatori possono monitorare a distanza i cambiamenti nel comportamento riproduttivo e nelle dinamiche di popolazioni schive quanto fondamentali per l’economia locale, e quindi individuare eventuali segnali di stress prima che sia troppo tardi.

“Con i progressi dell’acustica passiva, la nostra comprensione dell’oceano sta cambiando. Sintonizzandoci con i paesaggi sonori sottomarini, stiamo scoprendo non solo quando e dove i pesci depongono le uova, ma anche come questi modelli cambiano nel tempo, offrendo informazioni vitali sulla salute degli ecosistemi marini”,

conclude Chérubin.

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