Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/2067/2857
Title: Stagionalità dell'Artemia nei piccoli laghi ipersalini (il modello Aphemo)
Other Titles: Seasonality of brine shrimp Artemia in small hypersaline lakes (Aphemo Model)
Authors: Eusepi, Emanuele
Keywords: Artemia;Lagni ipersalini;Modello Aphemo;Stagionalità;Hypersaline lakes;Aphemo Model;Seasonality;BIO/07
Issue Date: 10-Jun-2014
Publisher: Università degli studi della Tuscia - Viterbo
Series/Report no.: Tesi di dottorato di ricerca. 26. ciclo
Abstract: 
Considerata l’importanza, sia dal punto di vista scientifico che economico, degli individui
del Genere Artemia in acquacoltura, nell’ambito di questa tesi è stato deciso di analizzare l’ecologia
e la stagionalità di una popolazione d’Artemia anfigonica in un lago ipersalino. A tale scopo è stato
elaborato un modello matematico (APHEMO, Artemia salina PHEnological MOdel) in grado di
simulare la stagionalità dell’Artemia, in più cicli annuali senza soluzione di continuità, nella vasca
di cristallizzazione della Riserva Naturale delle Saline di Tarquinia, e in ambiente semi-naturale
confinato e controllato (mesocosmo sperimentale).
La vasca di cristallizzazione delle saline di Tarquinia, è un sistema caratterizzato da elevati
valori di salinità (compresi tra 100 e 350 g/l) e in cui le variazioni di livello d’acqua dipendono solo
da precipitazione ed evaporazione. In questo sito sono stati effettuati, per tre anni, campionamenti
settimanali per la stima dei parametri del modello e sua validazione.
Il mesocosmo sperimentale invece è un sistema artificiale realizzato in una vasca esterna del
Centro Ittiogenico Sperimentale MARino delle saline di Tarquinia (CISMAR) di dimensioni 25 m3,
in cui sono stati allevati individui d’Artemia, prelevati dalla vasca di cristallizzazione, in
generazioni successive a salinità controllata (valori inferiori a 170 g/l) per una ulteriore validazione
del modello; anche nel mesocosmo sperimetale sono stati effettuati campionamenti settimanali, per
un periodo di due anni, allo stesso modo di quelli effettuati nella vasca di cristallizzazione.
Il modello APHEMO si basa sulla teoria della somma dei tassi, e simula la durata dei cicli
stagionali (presenza di artemie vive) in ambiente ipersalino, il numero di generazioni e loro
intervallo di tempo per ogni ciclo, e la durata dei periodi di diapausa (presenza di cisti dormienti) in
funzione della temperatura dell’acqua e della salinità (variabili forzanti del modello), su più cicli
annuali (3 anni di dati). Il modello è caratterizzato da una funzione tasso a due variabili
(temperatura dell’acqua e salinità), caratterizzata da una polinomiale di terzo grado i cui parametri
sono stati ottenuti da dati di letteratura, e dal parametro soglia di salinità espresso con la funzione di
Heaviside. La variabile di stato del modello è l’indice di sviluppo, i cui valori dipendono dal tempo,
e restituisce il grado di avanzamento giornaliero della popolazione di Artemia in generazioni
successive.
Dopo una prima analisi di sensibilità, il modello è stato validato facendo il confronto tra i
dati osservati (vasca di cristallizzazione e mesocosmo sperimentale) e quelli simulati ottenuti con
APHEMO. In questa ricerca è stato proposto un modello, validato su due diverse situazioni nello
stesso tempo, con riscontri positivi in entrambi i casi. I risultati ottenuti hanno dimostrato che con il
modello si riesce a riprodurre con basso margine d’errore la stagionalità dell’Artemia (in ambiente
ipersalino, naturale e semi-naturale) simulando sia la durata dei periodi di diapausa che dei cicli
stagionali senza soluzione di continuità su un periodo di 3 anni. Per i cicli stagionali si riesce a
simulare con APHEMO anche il numero di generazioni, ma questo dato non può essere validato
perché in natura le generazioni tendono a sovrapporsi.
Considerando la quasi totale assenza di modelli di Artemia presenti in letteratura, come
riscontrato dalla ricerca bibliografica effettuata nell’ambito di questa tesi, APHEMO può essere
visto come un primo modello di una popolazione anfigonica di Artemia, con i suoi limiti, che può
essere sicuramente migliorato e implementato per la gestione sostenibile della risorsa Artemia, sia
in natura che in acquacoltura, aumentandone le sue potenzialità.

Given the importance, from a scientific point of view that economic, individuals of the
genus Artemia in aquaculture, in the context of this thesis it was decided to analyze the ecology and
seasonality of an anphigonic population of Artemia in a hypersaline lake. For this objective was
developed a mathematical model (APHEMO, Artemia salina Phenological MOdel) capable of
simulating the seasonality of Artemia, more annual cycles seamless, in a crystallization pond of the
Natural Reserve of Saltwork of Tarquinia, and in semi-natural environment confined and controlled
(experimental mesocosm).
The crystallization pond of Tarquinia, is a system characterized by high salinity values
(between 100 and 350 g/l) and in which changes in the water level depend only on precipitation and
evaporation. In this site were carried out for three years, weekly sampling for the estimation of the
parameters of the model and its validation.
The experimental mesocosm instead is an artificial system made in a tank outside of the
center ichthyogenic experimental marine of Tarquinia Saltwork (CISMAR) size of 25 m3, in which
they were reared individuals of Artemia, taken from the tank crystallization, in successive
generations in a controlled salinity (values below 170 g/l) for a further validation of the model; also
in the experimental mesocosm were taken weekly samples for a period of two years, the same way
as those carried out in the crystallization pond.
The APHEMO model is based on the theory of the sum of the rates, and simulates the
duration of seasonal cycles (presence of live Artemia) in hypersaline environment, the number of
generations and their time interval for each cycle, and period's duration of diapause (presence of
dormant cysts) in function of the water temperature and salinity (forcing variables of the model), on
more annual cycles (3 years of data). The model is characterized by a rate function in two variables
(water temperature and salinity), characterized by a polynomial of the third degree whose
parameters were obtained from literature data, and the parameter threshold salinity expressed with
the Heaviside function. The state variable of the model is the development index, whose values
depend on the time, and returns the daily degree of advancement of Artemia population in
successive generations.
After a first sensitivity analysis, the model was validated by comparing the observed (pond
crystallization and experimental mesocosm) and simulated ones obtained with APHEMO. In this
research, it has been proposed a model, validated on two different situations at the same time, with
positive results in both cases. The results obtained showed that the model is able to reproduce with a
low margin of error seasonality of Artemia (in hypersaline environment, natural and semi-natural)
simulating both the duration of the periods of diapause that seasonal cycles seamless continuity
over a period of 3 years. For the seasonal cycles, it is possible to simulate with APHEMO the
number of generations, but this data cannot be validated because the generations tend to overlap in
nature.
Considering the almost total absence of Artemia models in literature, as found by the
literature research carried out as part of this thesis, APHEMO can be seen as a first model of
anphigonic Artemia population, with its limits and it can certainly be improved and implemented
for the sustainable management of the resource Artemia, both in nature and in aquaculture,
increasing its potential.
Description: 
Dottorato di ricerca in Ecologia e gestione delle risorse biologiche
URI: http://hdl.handle.net/2067/2857
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