Identificazione di specie non indigene negli ecosistemi marini tramite analisi di metabarcoding del DNA ambientale

La crescente pressione umana e i cambiamenti climatici in atto stanno determinando profondi cambiamenti nella biodiversità e funzionamento degli ecosistemi marini con effetti a cascata sui beni e servizi da loro offerti. Nel Mar Mediterraneo, a causa delle sue peculiari caratteristiche ecologiche, si stanno riscontrando notevoli cambiamenti degli habitat che favoriscono l’introduzione di specie non indigene. Il presente studio mira a comprendere le potenzialità dell’analisi di metabarcoding condotta su DNA ambientale per rilevare la presenza di specie non indigene (NIS) negli ecosistemi marini nell’ambito del descrittore 2 della Marine Strategy Framework Directive (MSFD) e per lo studio della biodiversità. A tal fine, è stata sviluppata una procedura “end to end” applicata nell’area portuale di Trieste identificando e valutando diversi aspetti chiave per l’analisi di metabarcoding, a partire dalla raccolta dei campioni e loro successivo processamento per l’estrazione del DNA ambientale, la sua amplificazione e sequenziamento all’analisi bioinformatica delle sequenze ottenute. In particolare, sono stati prelevati campioni di sedimento e acqua di mare testando diversi volumi di acqua concentrati su differenti tipologie di filtri e utilizzando diversi marcatori molecolari (Citocromo Ossidasi subunità 1 – COI; tre regioni del gene 18S rRNA V4-V7-V9; catena lunga della Ribulosio Bifosfato Carbossilasi – rbcL). Le sequenze risultanti sono state processate utilizzando diversi strumenti bioinformatici per l’identificazione tassonomica al fine di ridurre il numero di falsi negativi e falsi positivi. I risultati ottenuti in questo studio evidenziano l’utilità di impiegare più marcatori molecolari e banche dati genetiche al fine di identificare il maggior numero di specie appartenenti a diversi Phyla, incluse specie non indigene o appartenenti a specie algali pericolose. Inoltre, l’analisi di metabarcoding del DNA ambientale permette anche di evidenziare la presenza di specie non indigene non rilevate attraverso l’utilizzo di metodologie tradizionali (i.e., identificazione tassonomica basata su criteri morfologici). Alla luce di ciò, si può concludere che l’analisi di metabarcoding del DNA ambientale può rappresentare un utile complemento alle analisi basate su approcci morfologici, non solo per il rilevamento di specie non indigene ma anche per valutare la biodiversità degli ecosistemi marini nell’ambito dei programmi di monitoraggio effettuati dalle Agenzie di Protezione dell’Ambiente previsti dalla Strategia Marina.