Elemental Profiles in Antarctic and Sub-Antarctic Mollusks (Mytilus chilensis and Nacella spp.): A Chemometric and Morphometric Approach

This thesis investigated the accumulation of heavy metals in two marine bioindicator species, Nacella spp. and Mytilus chilensis, collected from different Antarctic and Patagonian sites. Elemental concentrations were determined using ICP-OES, revealing clear interspecific and geographical differences. Limpets (Nacella spp.) showed higher concentrations of Fe (up to 1.18×10⁶ µg/g), Cd (1.3–7.7×10³ µg/g), Al (1.4–16.1×10³ µg/g), and Ni (43–1464 µg/g), while M. chilensis exhibited consistently higher Zn levels (20–56×10³ µg/g). Silver and cadmium were more abundant in Antarctic samples (up to 1.5×10³ µg/g and 1.9×10⁴ µg/g, respectively), whereas Fe and Al displayed marked site-specific variability, likely reflecting local sediment input and hydrodynamic conditions. Overall, the results indicate that Nacella spp. better represents long-term exposure to metal contamination, whereas M. chilensis reflects short-term fluctuations in dissolved metal availability. The combined use of both species allows a more comprehensive assessment of heavy metal pollution in coastal ecosystems. This study provides valuable baseline data for future biomonitoring efforts and contributes to understanding metal dynamics in polar and subpolar marine environments.

La presente tesi ha analizzato l’accumulo di metalli pesanti in due specie bioindicatrici marine, Nacella spp. e Mytilus chilensis, raccolte in differenti siti dell’Antartide e della Patagonia. Le concentrazioni elementari sono state determinate mediante ICP-OES, evidenziando differenze significative tra le specie e tra le aree di campionamento. Le patelle (Nacella spp.) hanno mostrato livelli generalmente più elevati di Fe (fino a 1.18×10⁶ µg/g), Cd (1.3–7.7×10³ µg/g), Al (1.4–16.1×10³ µg/g) e Ni (43–1464 µg/g), mentre M. chilensis ha presentato valori mediamente superiori di Zn (20–56×10³ µg/g). Tra i metalli traccianti, Ag e Cd risultano più abbondanti nei campioni antartici (fino a 1.5×10³ µg/g e 1.9×10⁴ µg/g rispettivamente), mentre Fe e Al mostrano una forte variabilità intra-sito, probabilmente legata a differenze locali di sedimento e idrodinamismo. Nel complesso, i risultati indicano che Nacella spp. riflette meglio esposizioni croniche ai metalli, mentre M. chilensis risponde più rapidamente a variazioni recenti della disponibilità di metalli disciolti. L’impiego congiunto delle due specie consente una valutazione più completa della contaminazione da metalli negli ecosistemi marini costieri. Lo studio fornisce dati di riferimento utili per futuri programmi di biomonitoraggio e per la comprensione della dinamica dei metalli in ambienti polari e subpolari.