The use of spatial ecology in marine spatial planning: the case study of Hippocampus hippocampus (Linnaeus, 1758) and Hippocampus guttulatus (Cuvier, 1829)
Author(s)
Panzuto, Raffaele
Date Issued
June 5, 2025
Type
Doctoral Thesis
Abstract
Conservation initiatives aim to safeguard species, restore habitats, and address various threats,
including habitat loss, climate change, and unsustainable resource exploitation. These initiatives
heavily depend on the collection of ecological data from natural environments to facilitate
biodiversity management and enhance resilience through informed decision-making. The use of
animals is often essential for studying ecosystem dynamics, species ecology, and effective
management strategies in light of increasing human pressures. Consequently, field research
conducted in natural habitats, alongside captive breeding programs, remains vital for tackling
complex global ecological challenges.
Projects involving live animals yield critical insights into effective management practices.
However, ethical considerations take on significant importance, particularly concerning
protected species. It is essential that research protocols prioritize animal welfare while also
achieving scientific goals. Nevertheless, conducting animal research introduces a range of
ethical, legal, and practical challenges, and conventional laboratory systems may not be suitable
for all species.
This work examines the feasibility of conservation research projects focusing on marine fish
from both legislative and practical standpoints. It evaluates current regulations, animal welfare
issues, and conservation outcomes. As case studies, the iconic Mediterranean species
Hippocampus hippocampus and H. guttulatus are analyzed to derive best practice
recommendations. These insights aim to provide researchers with practical guidance for
designing scientific projects within marine conservation studies.
Seahorses, categorized under the genus Hippocampus, are exceptional marine organisms
celebrated for their distinctive morphology and intriguing reproductive behaviors. This
investigation focuses on two native Italian species, H. guttulatus and H. hippocampus, aiming
to enhance our understanding of their distribution, habitat preferences, and the anthropogenic
threats they face. Utilizing a citizen science approach, we collected 115 presence records from
various Italian diving centers, which were systematically analyzed using Geographic
Information Systems (GIS) and Species Distribution Models (SDMs).
Our findings reveal a continuous suitable habitat for both species along the Italian coastlines;
however, significant gaps are evident in the central Adriatic Sea. The ecological niches of the
two species were found to exhibit similarities, yet distinct habitat preferences emerged. Human
activities, particularly fishing, were observed to impact 35% of the habitat suitability for H.
guttulatus and 41% for H. hippocampus. Alarmingly, only 25% to 30% of their potential
distributions are currently protected under Italy’s conservation frameworks, indicating a
pressing need for enhanced protective measures.
Additionally, we explore the role of geoportals in Marine Spatial Planning (MSP), emphasizing
their potential to support biodiversity management and conservation efforts. Our analysis of 145
geoportals highlights a growing interest in these tools, particularly in Europe and Asia, which
can facilitate the integration of spatial data for effective marine resource management. By
enhancing accessibility to geospatial information, geoportals can play a crucial role in decisionmaking
processes, ensuring the sustainable use of marine ecosystems while safeguarding
vulnerable species like seahorses.
This research underscores the critical importance of integrating citizen science, spatial ecology,
and geoportal technology in marine conservation initiatives. It advocates for targeted research
and strategic management efforts aimed at preserving seahorse populations and their habitats
amid increasing anthropogenic pressures and climate change, ensuring the resilience of marine
biodiversity for future generations.
Le iniziative di conservazione mirano a salvaguardare le specie, ripristinare gli habitat e
affrontare varie minacce, inclusa la perdita di habitat, i cambiamenti climatici e lo sfruttamento
insostenibile delle risorse. Queste iniziative dipendono fortemente dalla raccolta di dati
ecologici provenienti dagli ambienti naturali per facilitare la gestione della biodiversità e
migliorare la resilienza attraverso decisioni informate. L’uso degli animali è spesso essenziale
per studiare la dinamica degli ecosistemi, l’ecologia delle specie e le strategie di gestione
efficaci in un contesto di crescente pressione umana. Di conseguenza, la ricerca sul campo
condotta negli habitat naturali, insieme ai programmi di allevamento in cattività, rimane vitale
per affrontare complesse sfide ecologiche globali.
I progetti che coinvolgono animali vivi forniscono approfondimenti critici sulle pratiche di
gestione efficaci. Tuttavia, le considerazioni etiche assumono una significativa importanza, in
particolare per quanto riguarda le specie protette. È essenziale che i protocolli di ricerca diano
priorità al benessere degli animali, raggiungendo al contempo obiettivi scientifici. Tuttavia,
condurre ricerche sugli animali introduce una serie di sfide etiche, legali e pratiche, e i sistemi
di laboratorio convenzionali potrebbero non essere adatti a tutte le specie.
Questo lavoro esamina la fattibilità dei progetti di ricerca sulla conservazione incentrati sui
pesci marini da un punto di vista legislativo e pratico. Valuta le normative attuali, le questioni
relative al benessere degli animali e i risultati della conservazione. Come casi studio, sono
analizzate le iconiche specie mediterranee Hippocampus hippocampus e Hippocampus
guttulatus per derivare raccomandazioni sulle migliori pratiche. Queste intuizioni mirano a
fornire agli scienziati indicazioni pratiche per progettare progetti scientifici all’interno degli
studi di conservazione marina.
I cavallucci marini, classificati sotto il genere Hippocampus, sono organismi marini eccezionali
celebrati per la loro morfologia distintiva e intriganti comportamenti riproduttivi. Questa
indagine si concentra su due specie native italiane, H. guttulatus e H. hippocampus, mirando a
migliorare la nostra comprensione della loro distribuzione, delle preferenze dell’habitat e delle
minacce antropogeniche che affrontano. Utilizzando un approccio di citizen science, abbiamo
raccolto 115 registrazioni di presenza da vari centri di immersione italiani, che sono stati
analizzati sistematicamente utilizzando Sistemi Informativi Geografici (GIS) e Modelli di
Distribuzione delle Specie (SDM).
I nostri risultati rivelano un habitat adatto continuo per entrambe le specie lungo le coste
italiane; tuttavia, si evidenziano significative lacune nel Mar Adriatico centrale. Le nicchie
ecologiche delle due specie mostrano alcune somiglianze, ma emergono preferenze abitative
distinte. Le attività umane, in particolare la pesca, hanno avuto un impatto sul 35% dell’idoneità
dell’habitat per H. guttulatus e sul 41% per H. hippocampus. Sconcertante è il fatto che solo il
25% al 30% delle loro potenziali distribuzioni è attualmente protetto dai quadri di
conservazione italiani, indicando un urgente bisogno di misure protettive potenziate.
Inoltre, esploriamo il ruolo dei geoportali nella Pianificazione Spaziale Marina (MSP),
sottolineando il loro potenziale per sostenere la gestione della biodiversità e gli sforzi di
conservazione. La nostra analisi di 145 geoportali evidenzia un crescente interesse per questi
strumenti, in particolare in Europa e Asia, che possono facilitare l’integrazione dei dati spaziali
per una gestione efficace delle risorse marine. Migliorando l’accessibilità alle informazioni
geospaziali, i geoportali possono svolgere un ruolo cruciale nei processi decisionali, garantendo
l’uso sostenibile degli ecosistemi marini e salvaguardando specie vulnerabili come i cavallucci
marini.
Questa ricerca sottolinea l’importanza critica di integrare la citizen science, l’ecologia spaziale
e la tecnologia dei geoportali nelle iniziative di conservazione marina. Essa sostiene la ricerca
mirata e gli sforzi di gestione strategica volti a preservare le popolazioni di cavallucci marini e i
loro habitat di fronte all’aumento delle pressioni antropogeniche e ai cambiamenti climatici,
garantendo la resilienza della biodiversità marina per le generazioni future.
Additional information
Dottorato di ricerca in Ecologia e Gestione Sostenibile delle Risorse Ambientali
Tesi di dottorato. 36. ciclo
Tesi di dottorato. 36. ciclo
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