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Archivio digitale delle tesi discusse presso l'Università di Pisa

Tesi etd-03202018-084044


Tipo di tesi
Tesi di laurea magistrale
Autore
NANNINI, MATTEO
URN
etd-03202018-084044
Titolo
Studio degli effetti della temperatura sulla crescita e l'integrita' strutturale dell'alga Ellisolandia elongata tramite sperimentazione in sito e in ambiente controllato
Dipartimento
BIOLOGIA
Corso di studi
BIOLOGIA MARINA
Relatori
relatore Prof. Castelli, Alberto
relatore Dott.ssa Lombardi, Chiara
relatore Dott.ssa Ragazzola, Federica
correlatore Prof. Bedini, Gianni
correlatore Prof. Maltagliati, Ferruccio
Parole chiave
  • "cambiamento climatico""Corallinales""temperatura"
Data inizio appello
09/04/2018
Consultabilità
Non consultabile
Data di rilascio
09/04/2088
Riassunto
Gli ecosystem engineers sono tutti quegli organismi in grado di rendere disponibili risorse per altre specie, mantenendo, modificando e creando habitat (Jones et al., 1994). Nella fascia intertidale le Corallinales sono considerate tra i più importanti ecosystem engineers grazie alla capacità di realizzare biocostruzioni di carbonato di calcio, sommerse e parzialmente emerse, formate dalla sovrapposizione di talli a crescita lenta e, per alcune specie, successiva fossilizzazione di parti morte (Bressan et al., 2001). Queste alghe sono considerate tra le più importanti source e sink di carbonio, sono infatti in grado di regolare la concentrazione di carbonio inorganico nelle acque superficiali, contribuendo al controllo di circa il 40% del budget di carbonato presente in mare (Foster, 2001; Martin e Gattuso, 2009). Sebbene siano organismi potenzialmente resistenti, data la loro capacità di tollerare forti variazioni termiche, di salinità e di luce, sono altresì vulnerabili al cambiamento climatico date alcune loro caratteristiche quali l'alta concentrazione di magnesio (Mg) presente nel tallo, diventando dunque ottimi organismi target per studi sul cambiamento climatico (Kamenos et al., 2008; Noisette et al., 2013). La specie oggetto di questo lavoro è Ellisolandia elongata (J. Ellis & Solander) K.R.Hind & G.W.Saunders (Brodie et al., 2013), corallinacea articolata ampiamente diffusa in tutto il Mediterraneo dalla superficie a 1 metro di profondità, predilige coste esposte ai movimenti del mare (onde e correnti) ma si può trovare anche in zone più calme (Bressan e Babbini, 2003). L'obiettivo di questo lavoro è stato quello di valutare l’effetto del riscaldamento del mare previsto per il 2100 sulla crescita ed integrità strutturale di E. elongata. Per fare questo, è stato condotto un esperimento di 6 mesi sia in ambiente naturale (Campo, C) che in ambiente controllato, utilizzando acquari in cui sono state ricreate le condizioni di controllo (temperatura media attuale (Tc)) e nelle condizioni di temperatura prevista per il 2100 (temperatura media attuale + 3°C (Ti)) (IPCC, 2007). Per monitorare la crescita, E. elongata è stata marcata con Alizarin Red (Andrake e Johansen, 1980) iniettata in sacchetti di plastica trasparenti posizionati sul substrato in ambiente naturale (C) e marcatura direttamente in acquario in ambiente controllato (Tc e Ti). A 2, 4 e 6 mesi dalla marcatura sono state stimate: 1) la percentuale di fronde marcate con Alizarin Red in C, Tc e Ti; 2) la crescita (espressa come estensione lineare e quantità di carbonato di calcio depositata) in C, Tc e Ti; 3) l'integrità strutturale (intesa come durezza e modulo di Young) delle singole fronde in ogni condizione C, Tc e Ti. In ambiente naturale (C), la percentuale di fronde marcate rispetto al totale è diminuita durante tutto il periodo dell'esperimento (dopo 2 mesi: 26%, dopo 4 mesi: 34% e dopo 6 mesi: 0%); in ambiente controllato, in condizioni di controllo (Tc), la percentuale di fronde marcate dopo 2 mesi era 52%, dopo 4 mesi era 70% e dopo 6 mesi era 40%. Lo stesso trend, ma con diverse percentuali, è stato riscontrato anche nel trattamento (Ti): dopo 2 mesi la percentuale di fronde marcate era 71%, dopo 4 mesi 79% e dopo 6 mesi 54%. L’estensione lineare è risultata maggiore delle fronde provenienti dal laboratorio (Tc e Ti) rispetto a quelle dall’ambiente naturale (C), con differenze statisticamente significative anche tra 2, 4 e 6 mesi (p < 0,001). Per quel che concerne la massa carbonatica, sono state rilevate differenze significative (p < 0,001) in termini di massa carbonatica tra periodi (2, 4 e 6 mesi) tra le alghe cresciute a temperatura di controllo (Tc) e quelle a temperatura incrementata (Ti), con un aumento progressivo da 2 a 6 mesi. Dall’analisi dell'integrità strutturale del tallo, le alghe cresciute in ambiente controllato (Tc e Ti) hanno mostrato valori maggiori di durezza e del modulo di Young rispetto a quelle cresciute in ambiente naturale (C). Fattori come idrodinamismo, temperatura, erbivoria e competizione per lo spazio (Foster, 2001) possono essere responsabili della diversa tipologia di crescita dell'alga in C, favorendo un accrescimento orizzontale e/o un ispessimento del tallo a discapito dell'estensione lineare delle fronde (Littler e Kauker, 1984).
Come tutte le specie che popolano ambienti estremamente variabili dal punto di vista chimico-fisico (Schaum e Collins, 2014), una notevole plasticità potrebbe rendere E. elongata potenzialmente adatta a sopravvivere alle condizioni di temperatura previste per il 2100, spiegando i risultati del presente studio. Ambienti dall’elevato idrodinamismo e soggetti ad elevate temperature, come la fascia intertidale, favoriscono un incremento nella durezza ed elasticità (maggior contenuto di Mg) di diverse specie di alghe corallinacee per ridurre la maggior suscettibilità del tallo (Ragazzola et al., 2016; Ragazzola et al., 2017). Inoltre, specie con ampio areale di distribuzione, tra cui anche E. elongata, sarebbero in grado di acclimatarsi meglio a diverse condizioni di temperatura rispetto a organismi con areale più ristretto (Dawes, 1989; Eggert et al., 2003).
La presente ricerca evidenzia che E. elongata possa sopravvivere alle condizioni di temperatura previste per il 2100, ma sono comunque necessari altri studi, sia in ambiente naturale che controllato, per capire se la combinazione di stress multipli (pH, temperatura, ossigeno), alla base del cambiamento climatico, avranno effetti a lungo termine sulla specie e in particolare sull’habitat da esso caratterizzata.
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