Cagnano Varano, mercoledì 27 aprile 2016 Ecologia delle specie fitoplanctoniche dannose nella laguna di Varano e nelle acque costiere adiacenti Carmela Caroppo Consiglio Nazionale delle Ricerche, Istituto per l’Ambiente marino Costiero Via Roma 3, 74121 Taranto carmela.caroppo@iamc.cnr.it La mitilicoltura dell’area marino costiera nord Gargano. Biotossine algali e molluschi bivalvi vivi: tra rischio sanitario e prevenzione Cagnano Varano, mercoledì 27 aprile 2016

Il fitoplancton dannoso In tutto il mondo le tossine fitoplanctoniche rappresentano un problema serio e ricorrente associato con le fioriture (bloom). Tali bloom consistono di specie fitoplanctoniche dannose che contaminano l’ambiente e gli organismi. Dinophysis caudata Amphidinium carterae Prorocentrum lima Ostreopsis ovata

Risorse naturali ed allevate Salute pubblica PSP, DSP, NSP, ASP, CFP, problemi respiratori ed irritazione della pelle, effetti neurologici, epatotossicità. Risorse naturali ed allevate Effetti emolitici, epatotossici, effetti sulla osmoregolazione ed altri aspecifici, ipossia, anossia, danni meccanici Turismo ed attività ricreative Produzione di schiume, mucillagini, colorazione delle acque e cattivo odore Impatto sugli ecosistemi costieri e salmastri Ipossia ed anossia, effetti negativi sulla alimentazione, riduzione della trasparenza delle acque, tossicità nei confronti degli animali.

Le biotossine algali Le tossine prodotte dalle microalghe tossiche sono accumulate dagli animali filtratori e poi raggiungono l’uomo e gli altri animali attraverso la rete alimentare. La natura chimica delle tossine è molto varia Non si riducono significativamente dopo la cottura degli alimenti Non influenzano il gusto dell’alimento stesso

ASP (Amnesic Shellfish Poisoning) Avvelenamento Amnesico da molluschi DSP (Diarrhetic Shellfish Poisoning) Sindrome Diarroica da molluschi bivalvi Il complesso tossico del DSP è formato da più molecole liposolubili come l’acido okadaico, dinofisifitossine, pectonotossine, yessotossine. Phalacroma rotundata PSP (Paralytic Shellfish Poisoning) Sindrome Paralitica da molluschi bivalvi La PSP è provocata da neurotossine idrosolubili e termostabili che agiscono sul sistema nervoso. ASP (Amnesic Shellfish Poisoning) Avvelenamento Amnesico da molluschi La ASP è determinata dall’acido domoico (aminoacido raro, non presente nelle proteine), tossina idrosolubile. Alexandrium sp. Pseudonitzschia sp.

Chi sono i responsabili della produzione di tossine? PSP Dinoflagellati: Alexandrium spp., P. bahamense var. compressum, Gymnodinium catenatum Cianobatteri: Anabaena circinalis DSP Dinoflagellati: Dinophysis spp., Prorocentrum spp. NSP Dinoflagellati: Karenia brevis (= Gymnodinium breve) ASP Diatomee: Pseudo-nitzschia spp., Nitzschia spp. CFP Dinoflagellati: Gambierdiscus toxicus AZP Dinoflagellati: Protoperidinium crassipes Allergie, problemi respiratori e irritazioni della pelle Dinoflagellati: Karenia brevis, Ostreopsis ovata Cianobatteri: Nodularia spumigena Epatossicità Cianobatteri: Microcystis aeruginosa, Nodularia spumigena

Ecologia del fitoplancton Ciascuna specie fitoplanctonica ha uno specifico tasso di crescita che dipende essenzialmente dalla velocità della divisione cellulare e dalle seguenti variabili: Irradianza e fotoinibizione Temperatura e salinità Concentrazione e dinamica dei nutrienti Idrodinamismo delle masse d’acqua Caratteristiche chimico-fisiche I fattori che secondariamente agiscono sulla dinamica del fitoplancton sono: durata e periodo di maturazione riproduttiva tasso di fecondità densità di popolazione migrazione velocità di sedimentazione degli individui

Negli ultimi anni c’è stato un incremento delle fioriture algali dannose. Incremento dei nutrienti nelle acque costiere legato alle attività umane Aumento delle attività di acquacoltura Trasporto e dispersione delle specie dannose mediante le acque di stiva delle navi Maggiore dispersione delle specie dannose attraverso le correnti, uragani ed altri fenomeni naturali Miglioramento delle metodologie scientifiche e delle attività di monitoraggio nella detenzione delle specie dannose.

Cambiamenti climatici, particolarmente l’incremento delle temperature

Specie potenzialmente tossiche nel Mar Adriatico meridionale PSP Alexandrium spp. Gonyaulax spp. Lingulodinium polyedrum ASP Pseudo-nitzschia calliantha P. delicatissima P. fraudulenta P. galaxiae DSP Dinophysis caudata D. fortii D. hastata D. ovum D. parva D. parvula D. recurva D. sacculus Phalacroma cuneus P. doriphora P. mitra P. rotundatum Prorocentrum cordatum (=P. minimum) ?

Pseudo-nitzschia riscontrate nel Mar Adriatico meridionale: P Pseudo-nitzschia riscontrate nel Mar Adriatico meridionale: P. calliantha, P. delicatissima, P. fraudulenta e P. galaxiae. La dinamica di P. calliantha è caratterizzata da una marcata stagionalità con densità massime invernali. Presumibilmente questi massimi sono legati all’ingresso delle ASW (Socal et al., 1999). Nel Mar Adriatico lo sviluppo di P. calliantha è significativamente più correlato alle condizioni ambientali rispetto a P. delicatissima.

Specie potenzialmente tossiche nella laguna di Varano DSP Dinophysis caudata D. sacculus Dinophysis sp. PSP Alexandrium minutum A. pseudogonyaulax Alexandrium spp. Gonyaulax spp. Lingulodinium polyedrum ASP Pseudo-nitzschia calliantha P. delicatissima Prorocentrum cordatum (=P. minimum) ?

Monitoraggio del fitoplancton tossico nei siti destinati all’aquacoltura Dati recenti hanno evidenziato che i siti destinati all’acquacoltura sono maggiormente soggetti ad eventi HABs poiché presumibilmente: I filtratori ingeriscono selettivamente il fitoplancton e quindi influenzano la struttura della comunità, la successione e la concentrazione; b) Incremento nutrienti dovuto a processi di escrezione e/o eccesso i mangime; c) Riduzione livelli ossigeno a causa della decomposizione della sostanza organica derivata dall’escrezione degli animali allevati

Ingestione ed assorbimento delle alghe tossiche e delle tossine La quantità di tossina presente negli organismi dipende non solo dalla concentrazione nell’ambiente naturale delle alghe tossiche, ma anche dalla capacità di ritenzione dei molluschi. Alcune specie di molluschi hanno la capacità di ridurre o sopprimere completamente l’ingestione delle microalghe tossiche (es. Mercenaria mercenaria). La tossicità delle diverse specie di molluschi è altamente variabile, come conseguenza della variabilità intra-specifica e della capacità di assorbimento ed assimilazione del cibo.

Tempo di ritenzione delle tossine da parte di alcune specie di molluschi bivalvi (da Fernandez et al., 2004) Specie di mollusco bivalve Specie tossica responsabile Tempo di ritenzione Referenza Ameghinomya antiqua prob. Dinophysis acuta > 6 mesi Lembeye et al 1993 Aulacomya ater Prob.Dinophysis acuta 6 mesi Choromtylus meridionalis Gonyaulax catenella 3 mesi Popkiss et al., 1979 Crassostrea echinata Pyrodinium bahamense 3 settimane (sistema chiuso) Maclean, 1975 4 mesi in vivo Worth et al., 1975 Crassostrea gigas Gonyaulax acatenella 1-9 settimane Quayle (1965; 1969) 1 mese Sribhibhadh (1963) Mercenaria mercenaria Alexandrium tamarense 2-3 settimane Bricelj et al., 1991 Modiolus modiolus Gonyaulax tamarensis > 60 giorni Gilfillan et al., 1976 Mytilus edulis Protogonyaulax tamarensis 10 giorni-7 settimane Oshima et al, 1982 11 settimane Quayle (1965) 4 settimane Sharpe, 1981 Dinophysis spp. 1 settimana Haamer et al. 1989 8 settimane Marcaillou-le-Baut et al., 1990 10 giorni Quilliam et al., 1993 Ostrea edulis > 6 settimane Shumway et al, 1990 Venerupis japonica 5 settimane

In conclusione…. Avviare attività di monitoraggio per stabilire l’eventuale presenza e sviluppo delle specie dannose Determinare l’importanza dell’impatto antropogenico e degli eventi naturali sull’insorgenza di fioriture dannose Confrontare eventi tossici/dannosi in ecosistemi a diverso regime idrografico e inquinamento antropico

…….Grazie a tutti per l’attenzione In ricordo degli Amici delle campagne di Varano (Marzo 1997)