PRIMO EVENTO DI COMPARSA DELLA SPECIE ALGALE TOSSICA PROROCENTRUM LIMA (DINOPHYCEAE) LUNGO LA COSTA ABRUZZESE (W MAR ADRIATICO).

Transcript

1 PRIMO EVENTO DI COMPARSA DELLA SPECIE ALGALE TOSSICA PROROCENTRUM LIMA (DINOPHYCEAE) LUNGO LA COSTA ABRUZZESE (W MAR ADRIATICO). Cristina Ingarao 1, Giovanna Lanciani 1, Carmen Verri 1, Antonio Teodori 2, Tommaso Pagliani 1 1 Centro di Scienze Ambientali Consorzio Mario Negri Sud Via Nazionale 8/A S. Maria Imbaro (CH) Tel , Fax , ingarao@negrisud.it 2 Posidonia s.r.l. (Allevamento, Depurazione e Spedizione Molluschi) Pescara (PE) Riassunto Questo studio evidenzia la presenza della specie algale tossica Prorocentrum lima per la prima volta lungo le coste abruzzesi ed all interno di aree portuali. Prorocentrum lima (Ehrenberg) Dodge, è una dinoflagellata marina (Dinophyceae), epifitica ed epibentonica [3]. La sua distribuzione geografica è associata ad acque marine da tropicali a temperate [2]. L attenzione per questa specie è dovuta al fatto che P. lima produce tossine DSP (Diarrhetic Shellfish Poisoning) il cui sintomo maggiormente manifestato sull uomo è quello di dolori gastrointestinali a seguito dell ingestione di molluschi contaminati. [5]. Il tratto di costa studiato in questo lavoro è stato quello antistante le città di Pescara, Francavilla ed Ortona, a 500 m ed a 3000 m dalla costa, nei mesi di giugno, luglio ed agosto Sono stati inoltre effettuati prelievi mensili all interno delle aree portuali di Pescara ed Ortona. Accanto alla specie P. lima sono state studiate altre specie tossiche o potenzialmente tossiche quali: Alexandrium minutum; Gonyaulax spinifera; Lingulodinium polyedrum; Prorocentrum minimum e Protoceratium reticulatum; genere Dinophysis; genere potenzialmente tossico Pseudo-nitzschia. Abstract This paper underlines the presence of toxic algae Prorocentrum lima for the first time along Abruzzo Region coasts and inside harbors areas. Prorocentrum lima (Ehrenberg) Dodge, is a marine dinoflagellate (Dinophyceae) epiphytic and epibenthic [3]. Its geographically distribution ranges from tropical to temperate coastal waters [2]. The attention of this species is due to the toxicity of this P. lima. As a matter of fact, this species produces DSP toxins (Diarrhetic Shellfish Poisoning) that can contaminate filter-feeding shellfish then cause a gastrointestinal illness in humans [5]. The investigations were carried out in six sampling stations located at 500 m and 3000 m from the coasts of Pescara, Ortona and Francavilla cities during the period of June, July and August Besides, they were effected monthly sampling inside Pescara and Ortona harbors. Together with P. lima, they were also observed and studied other toxic and potentially toxic phytoplanktonic species just recognized in the Adriatic Sea such as: Alexandrium minutum; Gonyaulax spinifera; Lingulodinium polyedrum; Prorocentrum minimum, Protoceratium reticulatum; Dinophysis genus; potentially toxic genus Pseudonitzschia. 1

2 Introduzione Prorocentrum lima (Ehrenberg) Dodge, è una dinoflagellata marina (appartenente alla classe dei dinoflagellati o Dinophyceae), epifitica su macroalghe ed epibentonica su sedimenti o detriti rocciosi. Essa è anche una specie neritica ed estuarina ma, quando è analizzata nel plancton, lungo la colonna d acqua, generalmente presenta una scarsa abbondanza cellulare [3]. La distribuzione geografica della P. lima è associata ad acque marine da tropicali a temperate [2]. Si tratta di una cellula di taglia medio piccola (lunghezza µm; larghezza µm) contenente due cloroplasti, un pirenoide centrale ed un grande nucleo nella parte posteriore ed un area periflagellare consistente in una depressione superficiale di forma a V [6]. Il primo fenomeno di comparsa di questa specie algale tossica nel Mare Adriatico risale al 2006 lungo le coste emiliano-romagnole (Pompei, pers.comm) ed anconetane [1] fino a raggiungere quelle, appunto, abruzzesi in questa ultima estate 2007 (Figura 1 a, b, c). Figura 1 a) e b) P. lima al microscopio ottico rispettivamente ad ingrandimento 100x scala 100 µm, ingrandimento 1000x scala 10 µm; c) P. lima al SEM scala 10 µm. Figure 1 a) and b) P. lima light microscopy photographs 100x magnification scale bar 100 µm and 1000x magnification scale bar 10 µm respectively; c) P. lima scanning electron micrograph scale bar 10 µm. L attenzione per questa specie è dovuta soprattutto al fatto che P. lima produce tossine algali dannose all uomo. Si tratta di tossine DSP (Diarrhetic Shellfich Poisoning) tossine diarroiche dunque poiché il sintomo che maggiormente si manifesta sull uomo è quello di dolori di tipo gastrointestinali a seguito dell ingestione di molluschi contaminati dall abbondante presenza di questa microalga fitoplanctonica tossica [5]. Nel complesso di tossine DSP che P. lima produce sono da includere acido okadaico, dinophysitossina 1 e dinophysitossina 2, prorocentrolide e fast acting toxin (rispettivamente OA, DTX-1, DTX-2, PRO e FAT) [4]. Materiali e Metodi Questo studio evidenzia la presenza della specie P. lima per la prima volta lungo le coste della Regione Abruzzo (W del Mare Adriatico) ma soprattutto all interno di ambienti confinati come zone portuali. Il tratto di costa studiato mediante imbarcazione scientifica, comprendeva i punti 2

3 antistanti le città di Pescara, Francavilla al mare ed Ortona, a 500m ed a 3000m da costa, durante i mesi di giugno, luglio ed agosto Sono stati inoltre effettuati prelievi mensili all interno delle aree portuali di Pescara ed Ortona (Fig. 2). Gli ambienti portuali, infatti, essendo caratterizzati da assenza di movimenti d acqua, da presenza di zone stagnanti e da scarsa batimetria, possono favorire la proliferazione algale di specie epifitiche e bentoniche come la specie tossica P. lima. Figura 2 Area di ricerca Figure 2 Research area Al momento del prelievo sono stati effettuati i seguenti rilevamenti: dati geografici ossia denominazione del punto di campionamento, nome della stazione di prelievo, coordinate geografiche rilevate mediante l impiego del GPS (Global Position System) Garmin GPS45; dati meteo-marini ossia profondità del fondale, direzione e velocità del vento, temperatura dell aria, pressione barometrica, visibilità; dati chimico-fisici misurati mediante multiparametro PC 300 modello XS, per misurare contemporaneamente i parametri della temperatura dell acqua, salinità e/o conducibilità elettrica e ph; ossimetro mod. OXI 45 per misurare l ossigeno disciolto sia in mg/l che in percentuale di saturazione, che tiene conto della pressione, della temperatura e della salinità. Infine è stata rilevata la trasparenza mediante utilizzo di Disco Secchi. Per ogni stazione di campionamento sono stati effettuati prelievi a 0.5 m dalla superficie mediante l utilizzo di una pompa aspirante raccolti in bottiglie scure in polietilene. Essi sono stati utilizzati per la determinazione della clorofilla a (chl a) [8] e per la conta fitoplanctonica totale espressa in cellule L 1. Sono stati inoltre effettuati, per ogni stazione di campionamento, prelievi mediante l utilizzo di retino da fitoplancton (maglia 10 3

4 µm) rispettivamente in superficie e lungo la colonna d acqua (retinata verticale), al fine di osservare la presenza/assenza e l abbondanza cellulare delle specie tossiche e potenzialmente tossiche rilevate. Il campionamento nelle aree portuali, invece, è stato effettuato esclusivamente a 0.5 m dalla superficie e, pertanto, senza un ulteriore uso del retino da fitoplancton. Al contrario, una maggiore accortezza nel campionamento all interno delle aree portuali è stata ottenuta cercando di campionare nelle zone in cui era osservabile un fenomeno di ristagno dell acqua, oppure nei luoghi in cui era visibile una maggiore concentrazione di macrofite. Accanto alla specie P. lima sono state osservate e studiate ulteriori specie tossiche e potenzialmente tossiche già esistenti in Mare Adriatico, considerate neritiche piuttosto che bentoniche, quali Alexandrium minutum; molte specie tossiche appartenenti al genere Dinophysis; genere potenzialmente tossico Pseudo-nitzschia; Gonyaulax spinifera; Lingulodinium polyedrum; Prorocentrum minimum ed infine Protoceratium reticulatum. L osservazione è stata effettuata mediante l utilizzo di un microscopio ottico a differenti ingrandimenti. La lettura e l osservazione delle cellule algali è stata effettuata mediante microscopio ottico modello ausjena Telaval 3. Il conteggio dei campioni di retinate superficiale e lungo la colonna d acqua è stato effettuato sull intero pozzetto, utilizzando un volume pari a 2 ml ed un ingrandimento di 1000X. La lettura e il conteggio dei campioni prelevanti senza l uso del retino (0.5 m dalla superficie) è stata effettuata mediante conta per transetti (conta Utermohl) [8] utilizzando un volume pari a 50 ml ed un ingrandimento di 400X. Risultati Il primo avvistamento di P. lima si è verificato nel mese di giugno 2007 all interno del Porto di Ortona e più specificatamente su macroalghe della specie Ulva lactuca e su scogliere poste ai bordi dell area portuale. La sua concentrazione cellulare rilevata in questo mese è stata di cellule L -1 (Tabella 1). Tabella 1 Concentrazioni cellulari della specie tossica Prorocentrum lima all interno dei delle aree portuali di Pescara ed Ortona durante il periodo di giugno, luglio ed agosto I campionamenti sono stati effettuati esclusivamente a 0.5 m dalla superficie, senza l utilizzo del retino da fitoplancton. Table 1 - P. lima cellular concentrations inside Pescara and Ortona harbors during the period of June, July and August Samples are collected exclusively at 0.5 m from the surface, without the use of phytoplankton net. Concentrazione cellulare di P. lima (cellule L -1 ) Mesi Porto di PESCARA Porto di ORTONA 13 Giugno Luglio Agosto

5 Questo leggero fenomeno di fioritura algale tossica o più specificatamente denominata HAB (Harmful Algal Bloom) si è verificato esclusivamente all interno dell area portuale. Le condizioni chimico-fisiche al momento del prelievo sono state: 8.19 il valore del ph; 24 ± 1 C la temperatura dell acqua; psu la salinità ed infine 7.7 mg L -1 il valore dell ossigeno disciolto. Lungo il tratto di costa studiato, invece, le specie tossiche e potenzialmente tossiche maggiormente presenti in questo mese sono state: Dinophysis caudata ( cellule L -1 nel campione di retinata verticale; 40 cellule L -1 nel campione prelevato a 0.5 m dalla superficie) e Lingulodinium polyedrum ( cellule L -1 nel campione di retinata verticale; 20 cellule L -1 nel campione prelevato a 0.5 m dalla superficie) entrambe nella stazione Ortona a 500 m da costa. Nei mesi di luglio ed agosto 2007 la concentrazione cellulare di P.lima all interno del porto di Ortona è stata rispettivamente di e cellule L -1 valori, quest ultimi, in diminuzione rispetto al mese precedente riscontrabile anche da una leggera perdita dello stato di salute delle cellule osservate al microscopio ottico. Le condizioni chimico-fisiche misurate nel mese di luglio e nel mese di agosto sono stati rispettivamente: 8.19 e 8.22 per il ph; 25 e 22± 1 C per la temperatura; e psu per la salinità; 7.9 e 7.6 mg L -1 per l ossigeno disciolto. Accanto ad un decremento nell abbondanza cellulare di P.lima all interno del porto, si è verificata la comparsa ed un aumento di questa specie tossica nella zona esterna al porto fino al punto di stazione a 500 m da costa (chiamato Ortona 500 appunto) in cui le concentrazioni cellulari in entrambi i mesi (luglio ed agosto) sono stati rispettivamente di e cellule L -1 nei campioni di retinata lungo la colonna d acqua; 40 cellule L -1 e 20 cellule L -1 nei campioni raccolti a 0.5 m dalla superficie. Le condizioni chimico-fisiche di questo punto di prelievo riscontrabili nei mesi di luglio e agosto sono stati rispettivamente: 8.18 e 8.21 per il ph; 25 e 23 ± 1 C per la temperatura; e psu per la salinità; 8.0 e 7.5 mg L -1 per l ossigeno disciolto. Ulteriori specie tossiche e potenzialmente tossiche maggiormente presenti in questi mesi lungo il tratto di costa studiato sono state infine (concentrazioni massime): genere potenzialmente tossico Pseudo-nitzschia ( cellule L -1 nel campione di retinata verticale; cellule L -1 nel campione prelevato a 0.5 m dalla superficie) nel mese di luglio nella stazione a 500 m dalla costa di Francavilla; Lingulodinium polyedrum ( cellule L -1 nel campione di retinata verticale; cellule L -1 nel campione prelevato a 0.5 m dalla superficie) nel mese di agosto nella stazione a 3000 m dalla costa di Pescara. A tal fine sono stati rappresentati gli andamenti medi delle abbondanze cellulari di fitoplancton totale e di fitoplancton tossico e potenzialmente tossico (campioni prelevati a 0.5 m dalla superficie) in relazione agli andamenti medi della clorofilla a nei tre mesi di campionamento e nelle otto stazioni di monitoraggio (Figura 3). 5

6 Figura 3 Andamenti medi delle abbondanze cellulari di fitoplancton totale e di fitoplancton tossico e potenzialmente tossico (campioni prelevati a 0.5 m dalla superficie) in relazione agli andamenti medi della clorofilla a nei mesi di giugno, luglio ed agosto 2007 nelle otto stazioni di monitoraggio. Figure 3 Average trends of total phytoplankton and potentially toxic phytoplankton abundances (samples collected at 0.5 m from the surface) with the average chl a trends during the period of June, July and August 2007 in the eight sampling stations. Infine, sono state rappresentate le abbondanze medie cellulari di fitoplancton tossico e potenzialmente tossico relativo alle retinate lungo la colonna d acqua nelle sei stazioni di monitoraggio escluse le stazioni all interno dei porti ove non è stato possibile effettuare le retinate. Tali abbondanze medie cellulari tossiche e potenzialmente tossiche, come il genere potenzialmente tossico Pseudo-nitzschia, sono state raggruppate per tipo di sindromi che potrebbero manifestarsi negli uomini a seguito dell ingestione di mitili contaminati: ASP Amnesic Shellfish Poisoning; DSP Diarrhetic Shellfish Poisoning; PSP Paralytic Shellfish Poisoning (Figura 4). 6

7 Figura 4 - Abbondanze medie cellulari di fitoplancton tossico e potenzialmente tossico (campioni di retinate lungo la colonna d acqua) delle sei stazioni di campionamento costiere durante il periodo di giugno, luglio ed agosto 2007, espresse nella forma di sindromi da contaminazione. Figure 4 Average toxic and potential toxic phytoplankton abundances (net samples along the water column) of the coastal six sampling stations during the period of June, July and August 2007, expressed in syndromes contamination form. Discussione Il monitoraggio costiero ed il controllo delle acque portuali effettuato mensilmente nelle aree della Regione Abruzzo, ha permesso di identificare per la prima volta, nel mese di giugno, osservabile dalla tabella 1, la presenza della specie tossica Prorocentrum lima all interno del Porto di Ortona. L elevata concentrazione cellulare di tale specie, fortunatamente, non ha provocato danni alla salute umana dato che la fioritura algale tossica si è verificata esclusivamente all interno dell area portuale, pertanto in una zona confinata. Il mese successivo, luglio 2007, la specie algale tossica è stata ritrovata lungo la costa ma la bassa concentrazione algale non è stata denotata come fioritura. Nel grafico in figura 3 si è osservato che l andamento della clorofilla a è risultato direttamente proporzionale a quello delle cellule L -1 totali. Le concentrazioni cellulari del genere potenzialmente tossico Dinophysis e delle specie tossiche A. minutum, G. spinifera, L. polyedrum, P. minimum e P. reticulatum hanno presentato bassi valori mensili lungo la costa in esame. Il contributo di queste specie nel causare la sindrome diarroica nell uomo (grafico 4) è stata maggiormente evidente nel mese di agosto. Al contrario, il contributo del genere potenzialmente tossico Pseudo-nitzschia per la possibile manifestazione della sindrome amnesica si è osservato nel mese di luglio. In aggiunta, tale genere potenzialmente tossico è stato presente in tutte le stazioni di campionamento ed in tutti i mesi di studio. 7

8 Conclusioni Ulteriori studi sulla specie Prorocentrum lima dovranno essere effettuatati nelle successive stagioni estive lungo le coste della Regione Abruzzo ed all interno delle aree portuali al fine di prevenire eventuali fenomeni di fioriture algali tossiche (HAB Harmful Algal Blooms). Le uniche opere da svolgersi, pertanto, sono quelle del monitoraggio costiero. In tal modo, attraverso un controllo periodico e scrupoloso delle condizioni chimico-fisiche e nutrizionali delle acque marine, sarà possibile salvaguardare la salute umana così come quella di ogni organismo marino. Ringraziamenti Un sincero ringraziamento va al Dr. Francesco Mascioli e al Dr. Stefano Teodori per il supporto tecnico operato al fine di svolgere il lavoro di monitoraggio costiero. Bibliografia [1] Congestri R., Penna A., Zingone A. - BENTOX-NET, a Research and management initiative on Ostreopsis spp. and other benthic microalgal blooms on the Italian coast. Harmful Algal News (2006) 32, [2] Faust M. A. - Morphology of ciguatera-causing Prorocentrum lima (Pyrrophyta) from widely differing sites. J. Phycol. (1991) 27, [3] Jackson A. E., Marr J. C. & McLachlan J. L. - The production of diarrhetic shellfish toxins by an isolate of Prorocentrum lima from Nova Scotia, Canada. In Smayda T. J. & Shimizu Y. [Eds.] Toxic Phytoplankton Bloom in the Sea. Elsevier Science, New York (1993), [4] Moestrup Ø., Codd G. A., Elbrächter M., Faust M. A., Fraga S., Fukuyo Y., Cronberg G., Halim Y., Taylor F. J. R., Zingone A. - IOC Taxonomic Reference List of Toxic Algae. Intergovernmental Oceanographic Commission of UNESCO, (2004), [5] Quilliam M. A. & Wright J. L. C. - Manual on Harmful Marine Microalgae. IOC Manuals and Guides No. 33, UNESCO Paris (1995), [6] Tomas C. R. - Identifying Marine Phytoplankton, (1997), Academic Press, San Diego. [7] APHA-AWWA-WPCF Standards Methods for the examination of water and wastewater, 16 a ed. (1975), Washington DC, USA. [8] Utermöhl H. - Zur vervollkommnung der quantitativen phytoplankton-methodik. Mitt. Int. Ver. Theor. Angew. Limnol. (1958 ) 9,