1 CORSO DI AGGIORNAMENTO SU PROBLEMATICHE DEGLI ORGANISMI ACQUATICI. Tri 17 Dicebre Sala Conferenze IZSPLVA Via Bologna 148Torino

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1 1 CORSO DI AGGIORNAMENTO SU PROBLEMATICHE DEGLI ORGANISMI ACQUATICI Tri 17 Dicebre 2013 Sala Conferenze IZSPLVA Via Bologna 148Torino

2 cianobatteri o alghe verdi-azzurre costituiscono uno dei principali gruppi di procarioti. Tradizionalmente trattati come alghe, data la capacità di svolgere una fotosintesi ossigenica simile a quella delle piante, sono, in base ai dati delle sequenze nucleotidiche del rrna 16S e del 5S, dei veri e propri batteri e costituiscono una unità filo genetica ben delimitata nell ambito del gruppo degli eubatteri Gram-negativi

3 sono organismi ubiquitari e cosmopoliti, presenti in acque: a differente grado di salinità e temperatura, nel suolo, sulle rocce e su vari substrati. In genere preferiscono ambienti neutri o leggermente alcalini, sebbene alcuni di essi siano stati segnalati anche in stagni acidi con valori di ph intorno a ph 4

4 Questi organismi presentano notevole tolleranza a condizioni estreme di : temperatura, intensità luminosa, siccità e nutrienti, ma soprattutto possiedono idonee risposte fisiologiche ai cambiamenti ambientali

5 L abbondanza di cianobatteri nel plancton delle acque dolci è in gran parte una conseguenza dell attività dell uomo: eutrofizzazione di bacini idrici da parte di acque reflue di varia origine o di effluenti agricoli fertilizzazione diretta di bacini

6 Questo forte aumento dei cianobatteri provoca notevoli problemi a livello di approvvigionamento idrico: interferendo con i processi di trattamento conferendo odori e sapori provocando morie di pesci, in conseguenza di fenomeni di anossia delle acque dovuti al consumo di ossigeno per respirazione o decomposizione di cellule morte, od addirittura di uccelli ed animali inseguito a produzione di tossine

7 Il principale modo di nutrizione dei cianobatteri è quello fotoautotrofo, mediante un apparato fotosintetico che attua una fotosintesi ossigenica simile a quella delle piante;esso contiene clorofilla a come principale pigmento fotosintetico e ficobiliproteine come pigmenti ausiliari per la cattura della luce.

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9 specie di cianobatteri più comuni nei laghi della provincia di Torino Microcystis Aphanizomenon Anabaena

10 i cianobatteri raggiungono l entità di Blooms in tarda estate e all inizio dell autunno. in ambienti eutrofici temperati che tropicali, si può assistere ad una costante e massiva fioritura di popolamenti cianobatterici, spesso dominati da: Microcystis,Oscillatoria, Aphanizomenon, Anabaena.

11 in ambienti dove è presente idrogeno solforato a concentrazioni relativamente elevate (3 mm), alcuni cianobatteri sono capaci di passare dalla fotosintesi ossigenica ad una fotosintesi anossigenica di tipo batterico.

12 I cianobatteri possono colonizzare e spesso dominare una vasta varietà di ambienti illuminati. Possono infatti essere presenti in nicchie ecologiche scarsamente illuminate, vedi cave e grotte, come pure in zone esposte alla piena e diretta luce solare.

13 In presenza di intensità luminose particolarmente elevate e tali da inibirne la crescita, molti di loro sono in grado di sintetizzare pigmenti di natura lipofilica, come ad esempio specifici carotenoidi, capaci di assorbire le radiazioni nocive, o sostanze di natura proteica capaci di limitare gli effetti nocivi delle radiazioni ultraviolette.

14 I cianobatteri possiedono inoltre strutture in grado di schermare e disperdere la luce, quali guaine spesse e calcificate o vacuoli gassosi. In particolare, i vacuoli sono una caratteristica dei cianobatteri planctonici che popolano gli ambienti acquatici.

15 Questi sono formati da vescicole gassose, particolari strutture intracellulari che aggregandosi formano i vacuoli gassosi. Queste strutture oltre a schermare e proteggere la cellula dalle elevate intensità luminose, ne permettono il galleggiamento e fanno si che l organismo possa regolare la propria posizione nella colonna d acqua.

16 il collassamento delle vescicole gassose per effetto dell innalzamento della pressione cellulare di turgore, è ritenuto fattore responsabile nella repentina scomparsa delle fioriture cianobatteriche caratteristiche di acque eutrofiche.

17 Caratteristiche principali dei cianobatteri: galleggiamento tramite vescicole gassose, sintesi e consumo carboidrati mobilità. formazione di ormogoni gas-vacuolati nelle fasi del ciclo di sviluppo, contribuisce alla dispersione della specie nell ambiente.

18 La dominanza dei cianobatteri nei laghi ipereutrofia è stata spiegati secondo sei ipotesi principali : Temperature dell acqua superiori a 20 C. Adattamento a basse intensità di radiazione luminosa. Bassi rapporti N/P. Capacità di regolare la propria posizione verticale nella colonna d acqua ( + luce e nutrienti). Affinità elevata per la CO. Vantaggio competitivo in situazioni di ph elevato e CO.

19 Specie densità laghetti pesca sportiva 11/06/2013Anabena cell./ml Microcistis flos acque cell/ml 11/07/2013 Anabena cell/ml Mycrocistis flos acque cell/ml Gomphosphaeria cell/ml 06/08/2013 Microcistis flos acque cell/ml 06/09/2013 Microcistis flos acque cell/ml Snowella lacustris 727 cell/ml Worochinia cell/ml

20 Cianobatteri

21 york aglie sampei 0 giugno luglio agosto settembre

22 Il rischio per la salute umana dovuto alla presenza di tossine cianobatteriche nelle acque naturali e potabili è elevato. E documentato da: episodi di avvelenamento, studi di tossicità condotti su animali conoscenza delle modalità di azione delle cianotossine purificate.

23 Il numero di tossine identificate, prodotte dai cianobatteri, oggi è in continuo aumento, come pure la consapevolezza che la produzione di tossine è una caratteristica comune a molti Blooms cianobatterici.

24 I cianobatteri producono tre classi di tossine con diverso profilotossicologico: le neurotossine (anatossina-a, anatossina-a(s), saxitossina e derivati), le epatotossine (microcistine e nodularine) le endotossine.

25 Tradizionalmente l identificazione dei cianobatteri veniva eseguita mediante osservazione delle cellule al microscopio: i membri del phylum dei cianobatteri venivano classificati utilizzando regole tassonomiche mutuate dalla botanica e dalla batteriologia

26 L identificazione e il conteggio al microscopio di generi di cianobatteri tossici sono necessari per segnalare rischi per la salute umana. - L identificazione certa, a livello di specie, di cianobatteri necessita dell integrazione di dati molecolari e morfologici, la conoscenza di tali criteri tassonomici è un esigenza reale. - L analisi al microscopio è supportata da tecniche molecolari che consentono l attribuzione specifica e la quantificazione di genotipi produttori di tossine

27 L identificazione di cianobatteri potenzialmente tossici prevede l amplificazione tramite PCR del gene per l RNA ribosomale 16S (rdna 16S) (Neilan et al., 2002).

28 Sotto il profilo della sorveglianza, le cianotossine sono a tutti gli effetti fattori di rischio chimico. Tuttavia,la determinazione sistematica di queste nelle acque, a differenza di quanto avviene con altri parametri regolarmente oggetto di monitoraggio, non è di norma praticata.

29 Le microcistine sono tra le cianotossine quelle più diffuse e vengono prodotte dalla maggior parte delle specie di Microcystis da alcune specie di Anabaena, da Planktothrix agardhii e rubescens. Sono molecole stabili e resistenti, a causa della loro struttura ciclica,

30 Cianobatteri Variabilità genetica Solo popolazioni che contengono genotipi in grado di produrre tossine Dinamica della popolazione Produzione di tossine, verso la fase finale della fioritura Fattori ambientali che influenzano produzione di tossine

31 Cianobatteri Finora si conoscono più di ottanta isomeri, in maggioranza idrofili, anche se i più diffusi sono sei: la MC-LR, la MC-RR con i diversi epimeri, la MC-YR, la MC-LA, MC-LF e la MC-LW

32 Cianobatteri Legge 31/2008 relativa alla qualità delle acque destinate al consumo umano Legge 116 /2008 balneazione Linee guide OMS riprese dall Istuituto Superiore di Sanità limite cautelativo 1 ug/l

33 Cianobatteri Il decreto di attuazione del D.Lgs.116/2008 definisce i criteri per determinare il divieto di balneazione in materia di controlli dei fenomeni di proliferazione cianobatterica o di macroalghe limite di legge previsto per le tossine MC-LR = 25 ug/l

34 Cianobatteri

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36 Grazie per l attenzione