influenza delle mucillagini sullo sviluppo della comunità

Biol. Mar. Medit. (2003), 10 (2): 1003-1005
C. Larato, E. Crevatin, A. Degani, C. Falconi, P. Del Negro
Laboratorio di Biologia Marina, Via A. Piccard, 54 – Trieste, Italia.
INFLUENZA DELLE MUCILLAGINI SULLO SVILUPPO DELLA
COMUNITÀ PICOPLANCTONICA AUTOTROFA
INFLUENCE OF THE MUCILLAGE ON THE AUTOTROPHIC
PICOPLANKTONIC COMMUNITY
Abstract
Temporal changes in autotrophic picoplankton abundance were investigated from June 1999 to June 2001
in a station located in the middle of the Gulf of Trieste (Northern Adriatic Sea).
The investigation allows to compare microbial abundance during summer 1999 and 2001 (years without
mucilage) and summer 2000 when a major mucilage event occurred, in order to know if the picoplanktonic
increase in summer 2000 had been influenced by the mucillage event.
Key-words: autotrophic picoplankton, mucillage events, Gulf of Trieste.
Introduzione
La presenza di macro aggregazioni mucillaginose è stata segnalata a partire dalla
seconda metà di maggio 2000 a sud del Conero e, progressivamente, ha interessato
tutto il bacino dell’Alto Adriatico. Il fenomeno è stato ampiamente documentato sia
relativamente ai processi di formazione che agli effetti sull’ecosistema. I macro aggregati, infatti, rappresentano siti di intensa attività biologica, microecosistemi all’interno
dei quali si realizza un rapido ricircolo di nutrienti inorganici che consentono un esasperato utilizzo della materia organica presente (Del Negro et al., 2000). L’acqua di
mare immediatamente circostante l’aggregato risulta, pertanto, arricchita sia in molecole organiche disciolte sia in sali nutritivi (Azam e Long 2001). Si verifica, perciò, un
consorzio tra gli organismi che si trovano all’interno e quelli esterni che è stato molto
studiato relativamente alla componente batterica eterotrofa ma risulta poco noto per gli
organismi procarioti autotrofi.
Poiché la comunità picoplanctonica autotrofa (0,2-2 µm) del Golfo di Trieste è
costituita prevalentemente da cianobatteri (Del Negro et al., 1996) si è voluto indagare il ruolo esercitato dalle mucillagini, ed in particolare dal rilascio di nutrienti
dagli aggregati, sullo sviluppo del popolamento picofitoplanctonico confrontando la
distribuzione temporale osservata nei periodi precedenti, successivi e contemporanei al
manifestarsi del fenomeno.
Materiali e metodi
Nel periodo compreso tra giugno 1999 e giugno 2001 è stato condotto un monitoraggio mensile in una stazione (AA1) posizionata nell’area centrale del Golfo di
Trieste. I campioni d’acqua sono stati prelevati con bottiglie Niskin da 5 l a 3 quote
discrete (superficie, intermedio e fondo –21 m).
L’abbondanza di organismi picoplanctonici autotrofi è stata stimata mediante microscopia in epifluorescenza (Maugeri et al., 1990), mentre la determinazione della con-
C. Larato, E. Crevatin, A. Degani, C. Falconi, P. Del Negro
1004
centrazione di nutrienti è stata effettuata secondo il metodo di Grasshoff et al., (1983).
I dati relativi ad ogni parametro vengono espressi come integrale su colonna.
giu-01
giu-01
giu-01
giu-01
apr-01
apr-01
mag-01
mag-01
mag-01
mag-01
mar-01
mar-01
feb-01
feb-01
dic-00
dic-00
gen-01
gen-01
nov-00
nov-00
ott-00
ott-00
set-00
set-00
ago-00
ago-00
lug-00
lug-00
giu-00
giu-00
160
160
140
140
120
120
100
100
80
80
60
60
40
40
20
20
0
0
giu-99
giu-99
lug-99
lug-99
ago-99
ago-99
set-99
set-99
ott-99
ott-99
nov-99
nov-99
dic-99
dic-99
gen-00
gen-00
feb-00
feb-00
mar-00
mar-00
apr-00
apr-00
mag-00
mag-00
106 cell L-1
106 cell L-1
Risultati
La comunità picoplanctonica risulta costituita prevalentemente da cianobatteri
mentre gli organismi eucarioti sono sempre scarsamente rappresentati. Le abbondanze
del popolamento sono comprese tra 108 cell l-1 (luglio 2000) e 106 cell l-1 (febbraio
2000) (Fig. 1), valori dello stesso ordine di grandezza di quelli rilevati precedentemente
nel Golfo di Trieste (Del Negro et al., 1996). L’andamento temporale evidenzia come
le abbondanze più elevate vengano raggiunte in estate mentre i minimi corrispondono
ai mesi tardo autunnali e primaverili. Le abbondanze massime, superiori di un ordine
di grandezza rispetto ai valori medi, corrispondono al periodo di comparsa delle mucillagini (giugno-luglio 2000).
picoplancton
picoplanctonautotrofo
autotrofo
Fig. 1 - Andamento temporale delle abbondanze del picoplancton autotrofo.
Temporal pattern of autotrophic picoplankton abundance.
Fig.Fig.
1 - 1Andamento
temporale
delle
abbondanze
deldelpicoplancton
- Andamento
temporale
delle
abbondanze
picoplanctonautotrofo.
autotrofo.
Temporal
pattern
of autotrophic
picoplankton
abundance.
Temporal
pattern
of autotrophic
picoplankton
abundance.
350
350
300
300
250
250
200
200
150
150
100
100
5050
N/P
N/P
Fig. 2 - Andamento temporale del rapporto N/P.
Temporal pattern of N/P ratio.
- Andamento
temporale
rapporto
N/P.
Fig.Fig.
2 - 2Andamento
temporale
deldel
rapporto
N/P.
Temporal
pattern
of N/P
ratio.
Temporal
pattern
of N/P
ratio.
apr-01
apr-01
mar-01
mar-01
gen-01
gen-01
feb-01
feb-01
nov-00
nov-00
dic-00
dic-00
set-00
set-00
ott-00
ott-00
giu-99
giu-99
lug-99
lug-99
ago-99
ago-99
set-99
set-99
ott-99
ott-99
nov-99
nov-99
dic-99
dic-99
gen-00
gen-00
feb-00
feb-00
mar-00
mar-00
apr-00
apr-00
mag-00
mag-00
giu-00
giu-00
lug-00
lug-00
ago-00
ago-00
0 0
Influenza delle mucillagini sul picoplancton autotrofo
1005
In tale periodo le concentrazioni di nutrienti nell’acqua libera non aumentano in
modo significativo ma il rapporto N/P diminuisce drasticamente. Variazioni nel rapporto N/P sembrano, infatti, influenzare lo sviluppo del popolamento la cui abbondanza aumenta quando il rapporto è basso (mesi estivi) e diminuisce quando il rapporto
aumenta, come nel periodo primaverile ed autunnale (Fig. 2).
Conclusioni
Durante l’estate del 2000, parallelamente alla comparsa di macro-aggregazioni
mucillaginose, le abbondanze picofitoplanctoniche raggiungono i valori massimi.
Tale incremento di organismi non è associato ad un rilevante aumento di nutrienti
nell’acqua libera. La rimineralizzazione che avviene all’interno dell’aggregato sembra,
infatti, non influenzare le concentrazioni circostanti. Il rapporto N/P, analogamente a
quanto si verifica durante ogni periodo estivo, diminuisce in seguito allo sviluppo della
fioritura primaverile di fitoplancton di maggiori dimensioni che determina una massiccia utilizzazione di azoto (Cabrini et al., 1994). Un basso rapporto N/P favorisce lo
sviluppo dei cianobatteri (Kahru et al., 2000) inibiti da elevate concentrazioni di sali
d’azoto (El Hag e Fogg 1986).
Nonostante non sembri dimostrabile una relazione diretta tra aggregati mucillaginosi e concentrazione di nutrienti è probabile che le elevate abbondanze picofitoplanctoniche rilevate nell’acqua libera siano associate alla capacità dei cianobatteri di
utilizzare prontamente gli ioni inorganici liberati, ed in particolare il fosfato.
L’arricchimento conseguente ai processi di riminerlizzazione delle mucillagini non
sembra pertanto registrabile nell’acqua libera, ma dovrebbe venir misurato nello spazio
immediatamente prospiciente l’aggregato ove, probabilmente, i nutrienti vengono
immediatamente utilizzati dalle cellule.
Bibliografia
AZAM F., LONG R. (2001) – Sea snow microcosms. Nature, 414: 495-498.
CABRINI M., MILANI L., BRAUN E., MARTECCHINI E.,FONDA UMANI S.(1991-94) – The
phytoplankton in a station in the Gulf of Trieste from October 1988 to December 1990. Nova
Thalassia, 12: 191-243.
DEL NEGRO P., RAMANI P., BRAUN E., PREDONZANI S., ZUCCARELLO V. (1996) – Dynamics
of picocyanobacteria in the Northern Adriatic Sea. Arch. Hydrobiol.: 447-454.
DEL NEGRO P., LONG R.A., RAMANI P., WELKER C., PUDDU A., FONDA UMANI S., AZAM
F. (2000) – Efficienza del circuito microbico in presenza di mucillagine. Biol. Mar. Medit., 7 (1):
214-221.
EL HAG A.G., FOGG G.E. (1986) – The distribution of coccoid blue-green algae (Cyanobacteria) in
the Menai Straits and Irish Sea. Br. Phycol. J., 21: 45-54.
GRASSHOFF K., EHRHARDT M., KREMLING K. (1983) – Methods of seawater analysis.Verlag
Chemie. Weinheim, Germany: 458 pp.
KAHRU M., LEPPÄNEN J.M., RUD O., SAVCHUK O.P. (2000) - Cyanobacteria blooms in the Gulf
of Finland triggered by saltwater inflow into the Baltic Sea. Mar. Ecol. Prog. Ser., 207: 13-18.
MAUGERI T.L., ACOSTA POMAR L., BRUNI V. (1990) - Il picoplancton. In: Metodi per lo studio
del plancton marino. Nova Thalassia, 10 (2): 199-205.
Il lavoro è stato svolto nell’ambito del programma “Studio dello stato trofico e delle anomalie del sistema alto
Adriatico” finanziato dalla Comunità Europea e dalla Regione Friuli Venezia Giulia nell’ambito del progetto
Interreg II Italia-Slovenia.