Studio sulle strategie riproduttive e sull’investimento parentale nell’Elefante marino del sud (Mirounga leonina) a Sea Lion Island contributo a cura di Daniela Marasco (foto) Nel 1995 il Dr. Filippo Galimberti iniziò il suo progetto di ricerca sull’elefante marino del sud (Mirounga leonina), alle Isole Falkland: Elephant Seals Research Group.  Indirizzo internet: http://web.tiscalinet.it/esrg/

Sea Lion Island
Le Isole Falkland sono situate nell’Oceano Atlantico meridionale, 450 Km a nord-est della Terra del Fuoco, 600 Km ad est della Patagonia e 1600 Km a nord dell’Antartide.
L’arcipelago è costituito da due isole principali e da 400 minori, di queste la più meridionale, lunga poco più di 7 Km, è Sea Lion Island, l’isola dei leoni marini.
Il clima oceanico di Sea Lion è caratterizzato da forti venti e da temperature rigide. Il litorale, ricco di baie ed insenature rocciose, si snoda tra spettacolari scogliere a picco sull’oceano e spiagge di dune sabbiose. La flora è costituta prevalentemente da praterie e arbusti bassi (tussock, Poa flabellata) e contraddistinta dall’assenza di vegetazione arborea.

L’isola, dalle cui coste è possibile avvistare il passaggio frequente delle orche (Orcinus orca), ospita una grande varietà d’animali: il pinguino magellano (Spheniscus magellanicus), i rockhopper (Eudyptes chrysocome), il pinguino reale (Aptenodytes p. patagonica) e diverse colonie di pinguini gentoo (Pygoscelis papua). Due specie di cormorani (Phalacrocorax magellanicus; Phalacrocorax gaimardi), diversi gabbiani (Larus dominicanus, Larus scoresbii), ma soprattutto la colonia protetta degli albatri petrel (Macronectes giganteus).
Tra gli upland (Chloephaga picta leucoptera) e diversi altri anatidi, i caracara (Phalcoboenus australis) e gli avvoltoi (Cathartes aura falklandica), ogni anno da fine agosto diverse centinaia di elefanti marini del sud (Mirounga leonina) raggiungono la riva per partorire e riprodursi sulle spiagge sabbiose dell’isola. Mentre gli arctocefali (Arctocephalus australis australis) sono solo di passaggio a Sea Lion Island, le colonie riproduttive di leoni marini (Otaria flavescens), caratterizzate da un basso numero di esemplari, occupano le spiagge di ciotoli dalle alte e ripide scogliere e si nascondono tra i ciuffi di tussock.
  Sull’isola è situato un piccolo lodge che permette una certa affluenza turistica nei mesi più caldi (ottobre-febbraio), affluenza limitata date le condizioni climatiche, e caratterizzata soprattutto dal flusso domenicale dei militari della base militare di Stanley, la capitale delle isole Falkland.
 

L’elefante marino del sud (Mirounga leonina) Il genere Mirounga, appartenente all’ordine dei pinnipedi, comprende due specie: l’elefante marino del nord, Mirounga angustirostris, che è distribuito lungo le coste del Nord America, dall’Oregon alla Baja California; e l’elefante marino del sud, Mirounga Leonina, presente in Patagonia, in altre latitudini medie dell’emisfero australe, nonché nei territori subantartici.

Gli elefanti marini prendono il nome dalla grossa proboscide che caratterizza il maschio della specie. L’elefante marino del sud è la più grande specie nell’ordine dei pinnipedi e con il più alto dimorfismo sessuale, che non ha equivalenti tra gli altri mammiferi: i maschi raggiungono i sei metri di lunghezza e possono pesare fino a 4000 Kg. Le femmine sono più piccole, 3 metri circa di lunghezza e 1000 Kg di peso. I maschi hanno inoltre sviluppato dei caratteri sessuali secondari quali l’ingrandimento dei canini e una proboscide. La taglia e le caratteristiche sessuali sono un adattamento all’intensa competizione maschile durante il periodo riproduttivo.
Questi mammiferi, che raggiungono le spiagge solo durante il periodo riproduttivo (verso l’inizio della primavera, agosto-settembre) e quello della muta, trascorrono la maggior parte dell’anno in mare (10 mesi le femmine, 8 mesi i maschi), immergendosi a profondità di centinaia di metri anche per mezz’ora, in cerca di pesci e soprattutto di calamari. L’elefante marino è un ottimo nuotatore, in grado di immergersi ad oltre mille metri di profondità.
Mentre nella fase in mare gli elefanti marini si nutrono in abbondanza e velocemente, durante il periodo riproduttivo a terra non si cibano, perdendo più del 40 per cento del loro peso corporeo.
Il sistema riproduttivo è poliginico e il maschio alfa, dominante, difende un suo harem di femmine. Un harem è definito come un gruppo di due o più femmine; le femmine sono considerate raggruppate quando la distanza tra di loro è inferiore a dieci lunghezze corporee standard (la lunghezza tipica di una femmina di elefante marino: 2,65 metri).
I maschi competono con scontri diretti oppure mediante vocalizzi o un display visuale per la conquista dell’harem o per mantenere o meno l’ordinamento gerarchico.
Gli elefanti marini più forti controllano harem composti anche da 120 femmine, difendendosi costantemente dagli attacchi dei maschi solitari o periferici. I combattimenti sono frequenti e talmente violenti da lasciare profonde ferite e cicatrici. La maggioranza dei maschi non sono in grado di controllare un gruppo di femmine e il maggior numero di copule fertili vengono effettuate dai pochi maschi dominanti e in misura minore dai maschi periferici.
Le femmine partoriscono circa cinque giorni dopo aver raggiunto la riva. I parti sono sempre più frequenti a partire dalla metà di settembre. I piccoli si nutrono del ricco latte materno, che contiene una percentuale di grasso pari al 30-60 %, raggiungendo così, nel corso delle tre settimane di allattamento, più di 100 Kg di peso, rispetto ai 50 Kg circa della nascita.
Il periodo delle nascite e degli accoppiamenti è fortemente concentrato nella stagione riproduttiva, infatti l’ottantotto per cento delle femmine entrano in estro e si accoppiano in un arco di tre settimane.
Le femmine hanno un tipico pattern di attività che ha significativi effetti sulle tattiche di accoppiamento maschili. Le femmine stanno a terra per circa 27 giorni ed entrano in estro dopo tre settimane di allattamento, è in questo periodo che si intensificano gli accoppiamenti e gli scontri per il possesso della femmina.
 

ASea Lion Island le femmine di elefante marino iniziano ad arrivare durante la seconda settimana di settembre, intorno alla metà di novembre quasi tutte sono tornate in mare e alla terza settimana di settembre le spiagge, prima ricoperte da centinaia di elefanti si presentano quasi vuote, con maschi solitari e gruppi agitati di weanlings.

I piccoli ormai svezzati (weanlings) dalla madre che è tornata in mare, non sono più protetti dalle aggressioni delle altre femmine e vengono cacciati dagli harem. I weanlings si riuniscono in gruppi di diversa grandezza e composizione; solitamente rimangono sulla terra, mutano la pelle e digiunano per un periodo di 45 giorni, al termine del quale si dirigono in mare per il primo pasto.
 Il momento della partenza verso il mare implica una scelta tra una partenza prematura con una maggiore riserva di grasso ma con una minore capacità di ricerca del cibo, e una partenza tardiva con una riserva energetica meno rilevante ma con una maggiore abilità a nuotare, ad immergersi e delle attitudini sociali superiori.
Nel 1995 a Sea Lion Island si è registrata la nascita di 517 piccoli di Mirounga leonina, il cui tasso di mortalità è stato pari al 2.13%.
Sembra che l’elefante marino possa vivere sino a 21 anni, la sopravvivenza delle femmine è inversamente proporzionale all’età del primo parto, mentre quella dei maschi è inversamente proporzionale al successo riproduttivo. I maschi raggiungono la maturità sessuale intorno ai 4-6 anni di età, ma riescono ad accoppiarsi solo qualche anno dopo, quando raggiungono l’età adulta, 9-10 anni.
 

La ricerca L’obiettivo della ricerca Sea Lion è lo studio dell’evoluzione del comportamento sociale, delle differenti strategie riproduttive e la valutazione dell’investimento parentale nella popolazione di Mirounga leonina.

Il lavoro di ricerca su campo si svolge durante la stagione riproduttiva, tra la fine di agosto e l’inizio di dicembre. Lo studio comportamentale sull’elefante marino del sud implica specifici lavori e l’utilizzo di varie tecniche.
La popolazione di elefanti marini del sud di Sea Lion Island è abbastanza piccola (circa 2000 individui) da poter marcare ed identificare tutti gli individui riproduttori e seguirli nel corso degli anni. Si identificano permanentemente gli individui di entrambi i sessi e di tutte le classi di età applicando delle marche (tags) alle flippers posteriori, oppure si distinguono gli elefanti marini scrivendone il nome sui lati del loro corpo e sulla parte posteriore, usando della tintura per capelli.
Ogni giorno la popolazione di Mirounga leonina di Sea Lion viene campionata, identificando, marcando gli animali e specificandone il sesso, la posizione, lo status ed eventuali caratteristiche, mentre ciascuna settimana si compie il censo di tutto il perimetro dell’isola.
A Sea Lion si effettuano dei periodi di osservazione degli harem, di 2-4 ore, rimanendo fissi in prossimità della macchina, di muretti di sassi o di altri ripari in modo da proteggersi dal freddo e dal forte vento. Nel 1999 si sono fatte 862 ore di studio sugli harem, segnando e riprendendo con la telecamera, le interazioni maschio-maschio e maschio-femmina e rilevando ogni cinque minuti le attività di determinati individui.
Oltre alla registrazione dei vocalizzi dei maschi e femminili, si sono raccolti campioni di cute di quasi tutti gli individui della popolazione di elefante marino, per effettuarne l’estrazione del DNA e farne una analisi genetica.
A Sea Lion Island si studiano la localizzazione, le modifiche e gli spostamenti dei singoli harem, nel corso della stagione riproduttiva mappandoli mediante il GIS-grade GPS system un metodo di rilevamento satellitare. Infatti le relazioni spaziali tra individui, così come la difesa del territorio, sono una componente fondamentale nel comportamento sociale degli animali e nella sua evoluzione.
L’elefante marino rappresenta inoltre un'unica opportunità per esaminare l’investimento parentale, dato che l’incremento del peso del piccolo dopo la nascita dipende esclusivamente dalle risorse energetiche materne e vi è un estremo dimorfismo sessuale negli adulti. A Sea Lion Island per studiare l’investimento parentale nell’elefante marino del sud si sono pesati i piccoli alla nascita e allo svezzamento ed inoltre, su determinate coppie madre-piccolo, sono stati condotti dei periodi di osservazione focale (422 nel 1999) della durata di 15 minuti ciascuno, registrando tutte le azioni della femmina e del suo piccolo.

Il concetto di investimento parentale fu introdotto da R. Trivers che notò l’esistenza di diversi modi con i quali un genitore si può sacrificare a favore della prole. Da un punto di vista biologico la cura della prole ha la funzione di aumentare la probabilità di sopravvivenza dei nuovi nati e di garantire la trasmissione del patrimonio ereditario alle successive generazioni.
Le modalità di realizzazione di tali cure sono varie e possono coinvolgere entrambi i genitori o addirittura un intero gruppo, oppure essere prerogativa soltanto del padre o, più spesso, soltanto della madre; negli elefanti marini l’investimento parentale è pressoché solo materno.
La ricerca sul campo suggerisce la correlazione del fenotipo della madre con il sesso del nascituro o con la sua dimensione. E’ possibile che le femmine di grandi dimensioni e con più riserve energetiche partoriscano un maggior numero di figli maschi, oppure che partoriscano figli di grandi dimensioni (indipendentemente dal sesso), oppure infine si può ipotizzare che il tasso di trasferimento energetico sia relazionato al sesso del piccolo o alle dimensioni della mamma.
In South Georgia la massa della madre è responsabile della variazione (al 55%) di peso allo svezzamento e il peso dei weanling non è correlato con il loro sesso. Le femmine più grosse possono produrre piccoli più grossi con un minor costo relativo Le femmine di piccola taglia, che usano una larga percentuale delle loro riserve energetiche nell’allattamento, hanno una ridotta sopravvivenza e successo riproduttivo negli anni seguenti. (M.A. Fedak, Tom Arnbom, Ian L. Boyd, B.J. McConnell).
Tom Arnbom, M.A. Fedak e Peter Rothery hanno segnalato come nel loro studio sull’elefante marino del sud in South Georgia (1994) le femmine più piccole non siano state in grado di partorire figli maschi, tutti i piccoli di sesso femminile sono infatti nati da madri con una massa inferiore ai 380 Kg.
Un investimento parentale ineguale può poi essere determinato dalla selezione sessuale. E’ possibile infatti che la madre investa prevalentemente nei figli maschi, sia durante l’allattamento che durante la gestazione, come è stato dimostrato in altre specie spiccatamente dimorfiche come questa.
Fischer dimostrò che la selezione naturale favorisce quei genitori che investono in modo egualitario per i figli maschi e per le femmine e che la selezione naturale favorisce un rapporto sessi paritario al momento del concepimento (Fischer, 1930). Maynard-Smith (1980) suggerisce invece che la maggior parte delle risorse parentali debba essere investita nel sesso che avrebbe maggiori possibilità di successo riproduttivo.
L’investimento materno potrebbe infine essere anche condizionato dalle interazioni dei maschi nei confronti della madre, in tal senso vale chiedersi se femmine isolate o di piccoli harem siano maggiormente disturbate e quindi risultino svantaggiate nella cura dei piccoli.

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