Il phylum Cnidaria raggruppa organismi metazoi caratterizzati dal possesso di cellule urticanti denominate cnidociti. Questo taxon include meduse, coralli e anemoni di mare, molto importanti a livello ecologico e biologico. Questi animali utilizzano i tentacoli per catturare le prede, rappresentate da pico- a mesozooplancton e talvolta da animali di dimensioni molto maggiori rispetto al diametro orale del singolo individuo, come zooplancton gelatinoso (meduse e salpe) e fauna bentonica vagile (molluschi, anellidi ed echinodermi). Inoltre, molte specie possono instaurare un rapporto simbionte mutualistico con dinoflagellati unicellulari fotosintetici detti zooxantelle, che ospitano nei loro tessuti e da cui ricavano nutrimento. Questa relazione è fondamentale per la colonizzazione di ambienti oligotrofici quali oceani tropicali e temperati. In seguito ad aumenti repentini della temperatura dell’acqua (Marine Heat Waves), un meccanismo di difesa delle specie simbionti è quello di espellere le zooxantelle dai loro tessuti, un processo indicato con il termine “sbiancamento” (dall’inglese “bleaching”). L’espulsione delle zooxantelle determina la carenza di nutrienti di origine fotosintetica e comporta un aumento del reperimento di carbonio organico di origine eterotrofa. Il presente studio ha lo scopo di testare due modalità di alimentazione eterotrofa in anemoni della specie Exaiptasia diaphana (Rapp, 1829) in una normale condizione simbionte con zooxantelle e in individui sbiancati, per confrontare l’approvvigionamento di origine eterotrofa. Le due modalità di alimentazione eterotrofa sono il suspension-feeding, in cui la preda somministrata è Artemia salina, appartenente al mesozooplancton (0.2 – 2 mm), e la protocooperazione che prevede la cattura collettiva di una preda di grandi dimensioni, la medusa Aurelia spp., all’incirca 10-15 volte più grande dei singoli individui ed appartenente al macrozooplancton (>2 cm). Il suspension-feeding è stato valutato tramite il tasso di alimentazione, calcolando la densità finale residua di A. salina dopo un determinato periodo di tempo, partendo da una densità nota somministrata ad un anemone. La predazione collettiva di Aurelia spp. è stata monitorata nell’intervallo di osservazione di un’ora, in cui un gruppo di sei individui aveva la possibilità di venire a contatto con la preda. I contatti sono stati categorizzati in: 1) Nessuna risposta; 2) Contatto breve; 3) Contatto prolungato (trattenimento); 4) Ingestione; 5) Digestione/rigetto. L’ipotesi è la presenza di un aumento dell’alimentazione eterotrofa negli anemoni sbiancati per sopperire alla carenza di nutrienti di origine fotosintetica. I risultati ottenuti, contrariamente a quanto atteso, dimostrano che gli individui in salute hanno un maggior tasso di alimentazione sospensivora e un maggior numero di prede di grandi dimensioni trattenute, per un tempo maggiormente prolungato. Gli anemoni sbiancati, invece, oltre a non aumentare il loro tasso di alimentazione sospensivora, non mostrano interesse verso la predazione collettiva di Aurelia spp., come testimonia l’elevato numero di contatti brevi o assenti. In nessun caso è stata osservata l’ingestione della preda o di parti di essa, un risultato probabilmente dovuto alle condizioni sperimentali. I dati ottenuti tramite questo studio, suggeriscono che alcune specie sottoposte ad eventi di sbiancamento, conseguenti ad innalzamento di temperatura dell’acqua e che solitamente colpiscono molte specie su una vasta area, non compensino la perdita di autotrofia aumentando l’input di carbonio eterotrofico, e pertanto soffrano di carenza di nutrienti, con il risultato di un loro deperimento soprattutto nei casi in cui le condizioni di stress siano prolungate nel tempo. Ulteriori analisi sono necessarie per confermare e approfondire questo argomento di rilevanza ecologica.

Influenza della simbiosi con zooxantelle sull'alimentazione dell'anemone Exaiptasia diaphana (Rapp,1829)

DI VITO, MARICA
2022/2023

Abstract

Il phylum Cnidaria raggruppa organismi metazoi caratterizzati dal possesso di cellule urticanti denominate cnidociti. Questo taxon include meduse, coralli e anemoni di mare, molto importanti a livello ecologico e biologico. Questi animali utilizzano i tentacoli per catturare le prede, rappresentate da pico- a mesozooplancton e talvolta da animali di dimensioni molto maggiori rispetto al diametro orale del singolo individuo, come zooplancton gelatinoso (meduse e salpe) e fauna bentonica vagile (molluschi, anellidi ed echinodermi). Inoltre, molte specie possono instaurare un rapporto simbionte mutualistico con dinoflagellati unicellulari fotosintetici detti zooxantelle, che ospitano nei loro tessuti e da cui ricavano nutrimento. Questa relazione è fondamentale per la colonizzazione di ambienti oligotrofici quali oceani tropicali e temperati. In seguito ad aumenti repentini della temperatura dell’acqua (Marine Heat Waves), un meccanismo di difesa delle specie simbionti è quello di espellere le zooxantelle dai loro tessuti, un processo indicato con il termine “sbiancamento” (dall’inglese “bleaching”). L’espulsione delle zooxantelle determina la carenza di nutrienti di origine fotosintetica e comporta un aumento del reperimento di carbonio organico di origine eterotrofa. Il presente studio ha lo scopo di testare due modalità di alimentazione eterotrofa in anemoni della specie Exaiptasia diaphana (Rapp, 1829) in una normale condizione simbionte con zooxantelle e in individui sbiancati, per confrontare l’approvvigionamento di origine eterotrofa. Le due modalità di alimentazione eterotrofa sono il suspension-feeding, in cui la preda somministrata è Artemia salina, appartenente al mesozooplancton (0.2 – 2 mm), e la protocooperazione che prevede la cattura collettiva di una preda di grandi dimensioni, la medusa Aurelia spp., all’incirca 10-15 volte più grande dei singoli individui ed appartenente al macrozooplancton (>2 cm). Il suspension-feeding è stato valutato tramite il tasso di alimentazione, calcolando la densità finale residua di A. salina dopo un determinato periodo di tempo, partendo da una densità nota somministrata ad un anemone. La predazione collettiva di Aurelia spp. è stata monitorata nell’intervallo di osservazione di un’ora, in cui un gruppo di sei individui aveva la possibilità di venire a contatto con la preda. I contatti sono stati categorizzati in: 1) Nessuna risposta; 2) Contatto breve; 3) Contatto prolungato (trattenimento); 4) Ingestione; 5) Digestione/rigetto. L’ipotesi è la presenza di un aumento dell’alimentazione eterotrofa negli anemoni sbiancati per sopperire alla carenza di nutrienti di origine fotosintetica. I risultati ottenuti, contrariamente a quanto atteso, dimostrano che gli individui in salute hanno un maggior tasso di alimentazione sospensivora e un maggior numero di prede di grandi dimensioni trattenute, per un tempo maggiormente prolungato. Gli anemoni sbiancati, invece, oltre a non aumentare il loro tasso di alimentazione sospensivora, non mostrano interesse verso la predazione collettiva di Aurelia spp., come testimonia l’elevato numero di contatti brevi o assenti. In nessun caso è stata osservata l’ingestione della preda o di parti di essa, un risultato probabilmente dovuto alle condizioni sperimentali. I dati ottenuti tramite questo studio, suggeriscono che alcune specie sottoposte ad eventi di sbiancamento, conseguenti ad innalzamento di temperatura dell’acqua e che solitamente colpiscono molte specie su una vasta area, non compensino la perdita di autotrofia aumentando l’input di carbonio eterotrofico, e pertanto soffrano di carenza di nutrienti, con il risultato di un loro deperimento soprattutto nei casi in cui le condizioni di stress siano prolungate nel tempo. Ulteriori analisi sono necessarie per confermare e approfondire questo argomento di rilevanza ecologica.
2022
2023-07-18
The influence of symbiosis with zooxanthellae on the feeding of the anemone Exaiptasia diaphana (Rapp,1829)
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