Βιοποικιλότητα και βιογεωγραφικά πρότυπα των ιχθύων των εσωτερικών υδάτων της Βαλκανικής Χερσονήσου

Abstract

Τhe present dissertation is the first effort of the parallel study of fish fauna diversity patterns and theirdriving mechanisms at multiple spatial scales; the regional level (Balkan peninsula), the local level(Greece) and the ecosystem level (Louros River).At the regional level, a database was built containing 193 fish distributions in 78 river basins and 19lakes at the Balkan Peninsula. The Balkans are characterized by high levels of endemism and highpercentages of threatened species. Cyprinids are the dominant family. Based on the beta diversityindex (βjtu), eight main biogeographical regions are identified: 1.Ionian Sea, 2.South Adriatic Sea,3.North Adriatic Sea. 4. Neretva watershed, 5.Attikobeotia, 6.Aegean Sea, 7.Pontic province and8.Prespes Lakes. The biogeographic history related to the major geological events, the connectivityand the area of ecosystems are amongst the most important factors determining the patterns ofspecies richness, composition and endemism of the Balkan freshwater fish fauna.The Greek freshwater fish fauna is the most speciose in Europe and is characterized by high levels ofendemism and a relatively small number of families, with most species belonging to Cyprinidae. InGreek lakes, fish species richness decreases with increasing altitude and increases with increasingecosystem area. Fish species’ body size increases with latitude, due to species’ different dispersalability and the different geological history of the studied systems (geographical barrier of Pindosmountain range).At the ecosystem level, Louros riverine habitats are characterized by increased mean depth, loweraltitude and substrate of finer sediment from the river source to river mouth. Among the environmentalvariables studied, width, mean depth and substrate type (rocky) explain most of fish abundances’variation. Fish species in Louros river are separated mainly by the aspect ratio of the caudal fin,pectoral fin position, body transversal shape and oral gape position. The stations upstream arecharacterized by fish species with a more streamlined body shape, swimming endurance and a forkedcaudal fin. On the other hand, downstream stations are characterized by increased functional space;they host fish species from a wide range of families and with extreme values of their eco-morphologicaltraits.The endangered species Valencia letourneuxi (Zournas) and Cobitis hellenica (Lourovelonitsa) showthe highest functional uniqueness among Louros fish fauna and require immediate managementactions. Upstream fish communities are characterized by high levels of trait redundancy and species’traits are ‘packed’ compared to fish communities drawn randomly from the regional species pool. Thispattern shows that environmental filtering is the dominant mechanism structuring Louros riverine fishfauna upstream.The methodological approaches and the results of the current study can contribute to biodiversitystudies at multiple spatial levels, aiming at a holistic understanding of biodiversity, especially in theunderstudied Balkan Peninsula.

Η παρούσα διατριβή αποτελεί την πρώτη προσέγγιση παράλληλης διερεύνησης των προτύπων τηςποικιλότητας της ιχθυοπανίδας και των μηχανισμών διαμόρφωσής της, σε πολλαπλά χωρικά επίπεδα:στο περιφερειακό (Βαλκανική χερσόνησος), στο τοπικό (Ελλάδα) και στο οικοσυστημικό (Λούροςποταμός).Στο περιφερειακό επίπεδο, δημιουργήθηκε βάση δεδομένων για 193 είδη ψαριών σε 78 λεκάνεςαπορροής ποταμών και 19 λίμνες της Βαλκανικής. Η Βαλκανική χαρακτηρίζεται από υψηλά επίπεδαενδημισμού και υψηλά ποσοστά απειλούμενων ειδών. Τα κυπρινοειδή είναι η επικρατέστερηοικογένεια. Με βάση την μετρική β-ποικιλότητας (βjtu), προσδιορίστηκαν οκτώ κύριες βιογεωγραφικέςπεριοχές: 1.Ιόνιο Πέλαγος, 2.Νότια Αδριατική θάλασσα, 3.Βόρεια Αδριατική θάλασσα. 4.Λεκάνηαπορροής του ποταμού Neretva, 5.Αττικοβοιωτία, 6.Αιγαίο Πέλαγος, 7.Ποντιακή επαρχία και8.Πρέσπες. Η βιογεωγραφική ιστορία, η γεωλογική εξέλιξη, η συνδεσιμότητα και η έκταση τωνοικοσυστημάτων είναι από τους πιο σημαντικούς παράγοντες καθορισμού των προτύπων τηςσύνθεσης και του αριθμού των αυτόχθονων και ενδημικών ειδών.Στο τοπικό επίπεδο, η Ελληνική ιχθυοπανίδα των εσωτερικών υδάτων είναι η πιο πλούσια τηςΕυρώπης, χαρακτηρίζεται από υψηλά επίπεδα ενδημισμού και συγκροτείται από ένα σχετικά μικρόαριθμό οικογενειών με τα Κυπρινοειδή να είναι κυρίαρχα. Στα ελληνικά λιμναία οικοσυστήματα, οαριθμός των ψαριών μειώνεται με την αύξηση του υψομέτρου και αυξάνεται με την αύξηση της έκτασηςτου οικοσυστήματος. Το μέγεθος του σώματος των ψαριών αυξάνεται με το γεωγραφικό πλάτος,εξαιτίας της διαφορετικής ικανότητας διασποράς των ειδών και της διαφορετικής γεωλογικής ιστορίαςτων υπό μελέτη συστημάτων (γεωγραφικό εμπόδιο της Πίνδου).Στο οικοσυστημικό επίπεδο, τα ενδιαιτήματα του Λούρου χαρακτηρίζονται από χαμηλότερο υψόμετρο,αυξανόμενο μέσο βάθος και υπόστρωμα λεπτόκοκκου ιζήματος, από τις πηγές προς τις εκβολές. Τοπλάτος, το μέσο βάθος και ο τύπος υποστρώματος (χονδρόκοκκο), ερμηνεύουν τη μεγαλύτερημεταβλητότητα της αφθονίας των ιχθυοκοινοτήτων. Με βάση τη λειτουργική ποικιλότητα, τα ψάρια τουΛούρου διαχωρίστηκαν κυρίως ως προς το σχήμα του ουραίου πτερυγίου, τη θέση των θωρακικώνπτερυγίων, το σχήμα του σώματος και τη σχετική θέση του στόματος. Οι σταθμοί ανάντη φιλοξενούνείδη με πιο υδροδυναμικό σχήμα σώματος, μεγαλύτερη κολυμβητική αντοχή και διχαλωτή ουρά. Αντίθετα, οι σταθμοί κατάντη χαρακτηρίζονται από αυξημένο λειτουργικό χώρο, καθώς φιλοξενούν είδηαπό ένα ευρύ φάσμα οικογενειών και με ακραίες τιμές των οικο-μορφολογικών χαρακτηριστικών τους.Τα απειλούμενα είδη Valencia letourneuxi (Ζουρνάς) και Cobitis hellenica (Λουροβελονίτσα)χαρακτηρίζονται από την υψηλότερη λειτουργική μοναδικότητα μεταξύ των ειδών του Λούρου καιχρήζουν άμεσων διαχειριστικών ενεργειών. Οι ιχθυοκοινότητες ανάντη εμφανίζουν υψηλά επίπεδαπλεονασμού ως προς τη σύνθεση των ειδών και είναι λειτουργικά ομαδοποιημένες σε σύγκριση μετυχαίες ιχθυοκοινότητες που θα προέκυπταν τυχαία από το περιφερειακό αποθεματικό των ειδών.Αυτό το πρότυπο αναδεικνύει το περιβαλλοντικό φιλτράρισμα ως το κυρίαρχο μηχανισμό συγκρότησηςτων ιχθυοκοινοτήτων στον ποταμό Λούρο.Οι μεθοδολογικές προσεγγίσεις και τα αποτελέσματα της παρούσας διατριβής μπορούν νασυνεισφέρουν σε μελέτες της βιοποικιλότητας σε πολλαπλά χωρικά επίπεδα, με στόχο μια ολιστικήκατανόηση της βιοποικιλότητας, κυρίως στη λιγότερο μελετημένη Βαλκανική Χερσόνησο.