Tipo di tesi
Tesi di laurea magistrale
Titolo
Effetti dell’interazione tra inquinamento luminoso artificiale e ondata di calore: alterazioni metaboliche e comportamentali nel riccio di mare Paracentrotus lividus
Corso di studi
BIOLOGIA MARINA
Riassunto (Italiano)
Negli ultimi decenni, l'inquinamento luminoso (ALAN, dall’anglosassone Artificial Light At Night), ha registrato una rapida espansione a livello globale. Esso si riferisce all’alterazione dei naturali livelli di luminosità notturna a causa di sorgenti di origine antropica. Tra gli ecosistemi maggiormente impattati da ALAN ci sono le aree costiere, soggette ad un costante e intenso aumento dell’urbanizzazione. Numerose ricerche hanno evidenziato che l’ALAN agisce interferendo con la sincronizzazione dei processi fisiologici e comportamentali degli organismi con la naturale alternanza luce-buio, con effetti a cascata su interazioni biologiche e funzionamento degli ecosistemi.
Il riccio di mare Paracentrotus lividus è una specie chiave in Mediterraneo, in grado di modificare i popolamenti algali mediante la sua attività di pascolo. In questo bacino, P. lividus si alimenta di notte e si nasconde di giorno. Esperimenti hanno dimostrato che quando sottoposto a una sorgente di luce artificiale durante la notte manifesta fototassi negativa.
Altri fattori di stress sempre più frequenti ed intensi nel Mediterraneo sono le ondate di calore (heatwave, in anglosassone), definite come un periodo minimo di 5 giorni in cui le temperature sono superiori alla media storica del periodo. Questi eventi, sempre più ricorrenti, inducono un severo stress metabolico e compromettono le funzioni vitali e riproduttive di specie ectotermiche come P. lividus.
Lo scopo della mia tesi è studiare il possibile effetto combinato di ALAN e heatwaves su P. lividus. Ipotizzo che gli effetti legati alla presenza di luce notturna possano interagire con quelli generati dalle heatwaves, modificando il metabolismo (tasso di respirazione) e i comportamenti chiave di P. lividus, quali il foraggiamento, il ricoprimento del corpo con oggetti (in inglese, covering), il tempo di ribaltamento (righting, in inglese) ed il tasso di consumo di ossigeno, come stima del livello di stress. In particolare, nel caso del foraggiamento, si ipotizza che i due fattori, ALAN e heatwave, agiscano in modo antagonistico. In particolare, permettendo ai ricci di scegliere tra le tane, in ombra, e il cibo esposto ad ALAN, l’uscita dei ricci dalle tane per alimentarsi potrebbe essere inibita dallo stress legato all’inquinamento luminoso. Tuttavia, tale inibizione potrebbe essere ridotta in presenza di una heatwave, a causa di un aumento del metabolismo e quindi di una maggior necessità di foraggiare. L’aumentato stress metabolico in presenza di una heatwave potrebbe risultare in un effetto antagonistico anche nel caso del comportamento i covering, riducendo la capacità degli individui di mantenere gli oggetti di copertura, che ci si attende possano aumentare (come percentuale di ricoprimento dei singoli individui) in caso di presenza di luce artificiale notturna. Lo stesso stress termico potrebbe infine risultare in un effetto additivo o addirittura sinergico (in caso di un dispendio energetico oltre soglie elevate) con quello causato da ALAN nel caso del tempo di righting, un indice generale di stress in questi organismi, ed il tasso di ossigeno consumato.
Per testare queste ipotesi ho condotto esperimenti in mesocosmo presso l’Acquario di Livorno. Ho utilizzato 6 vasche da 500 l in cui sono stati collocati 8 ricci per vasca. L’esperimento è stato ripetuto in due round per ottenere un numero sufficiente di repliche per ogni condizione (n=3). Il disegno sperimentale ha considerato due fattori, ALAN e heatwave, incrociati, ciascuno con due livelli (rispettivamente, dark e ALAN, controllo e heatwave) generando quattro condizioni sperimentali (dark-controllo, ALAN-controllo, dark-heatwave, ALAN-heatwave). Durante ogni round, dopo un periodo di acclimatazione di 4 giorni a 18°C, 3 vasche sono state assegnate al trattamento ALAN durato ulteriori 6 giorni. Le luci utilizzate erano caratterizzate luci a LED bianca fredda posizionate sopra i mesocosmi, attivate tra le 6 PM e le 6 AM. Al termine dei 6 giorni ho misurato il tempo di righting, la % di covering e la quantità di cibo consumata. Successivamente, è stato simulato un incremento di temperatura tramite una rampa di + 1 °C al giorno, così da raggiungere in 6 giorni la temperatura finale di 24°C, simulando una tipica anomalia termica generata dalle heatwaves nel Mediterraneo. Successivamente, la temperatura nelle vasche è rimasta a 24°C per 8 giorni, durante i quali sono state ripetute le misurazioni sopra menzionate. In aggiunta, dopo 8 giorni di heatwave, ho misurato il consumo di ossigeno dei ricci mediante respirometria.
