Biodiversità delle Isole Galápagos: utilizzo dell'eDNA e di approcci classici

The Galápagos Islands represent a major biodiversity hotspot for both terrestrial and marine organisms. Rich in flora, fauna, and endemic species, the Galápagos have been a subject of great interest to the scientific community since the time of Darwin. This study focuses on two benthic components -prokaryotes and meiofauna - to assess biodiversity patterns across six beaches located on four islands of the archipelago: Isabela, Bartolomé, Santa Cruz and San Cristóbal. Biodiversity was analyzed by combining a traditional approach based on microscopic analysis (for meiofauna taxa and nematode diversity) with environmental DNA (eDNA) metabarcoding (targeting 16S rRNA and 18S rRNA) to analyze prokaryotes and eukaryotes (meiofauna), respectively. The results show that meiofaunal abundance is generally high, with no significant difference observed between beaches or islands. However, significant differences emerge regarding meiofaunal diversity in terms of taxon richness and composition. A total of seven groups were identified, suggesting a fair diversity across the sampling sites. Except for Nematoda and Copepoda, the other five taxa were rare, and their presence contributed to high turnover diversity among beaches and islands. Nematode diversity appears high at the family level, despite the presence of few genera; this makes Galápagos biodiversity comparable to that found on other tropical islands worldwide. Prokaryotic diversity is characterized by the dominance of groups typical of marine ecosystems, such as Proteobacteria, Planctomycetota, and Firmicutes. Eukaryotic diversity is dominated by the presence of Cnidaria, Myzozoa, and Nematoda. A comparison of molecular and traditional approaches for meiofaunal communities indicates that eDNA metabarcoding identifies fewer groups (at both the taxon and genus levels) than traditional microscopic analysis. Furthermore, molecular analysis reveals a large proportion of unknown groups, suggesting that our knowledge of Galápagos benthic biodiversity is still in its infancy.

Le Isole Galapagos sono conosciute come un importante hotspot di biodiversità sia per gli organismi terrestri che per quelli marini. Ricche di flora, fauna e specie endemiche, le Galapagos sono oggetto di grande interesse per la comunità scientifica fin dai tempi di Darwin. Questo studio si concentra su due componenti bentoniche - procarioti e meiofauna - per valutare i pattern di biodiversità in sei spiagge situate su quattro isole dell'arcipelago: Isabela, Bartolomé, Santa Cruz e San Cristóbal. La biodiversità è stata analizzata combinando un approccio tradizionale con microscopia (per i taxa della meiofauna e le specie dei nematodi) con il metabarcoding del DNA ambientale (eDNA) - mirato ai geni 16S rRNA e 18S rRNA - per analizzare rispettivamente procarioti ed eucarioti (meiofauna). I risultati mostrano che l'abbondanza della meiofauna è generalmente elevata, senza differenze significative osservate tra le spiagge o le isole. Tuttavia, emergono differenze significative riguardo alla diversità della meiofauna in termini di ricchezza e composizione dei taxa. Sono stati identificati complessivamente sette gruppi, suggerendo una diversità modesta tra i siti di campionamento. Ad eccezione di Nematoda e Copepoda, gli altri cinque taxa sono risultati rari e la loro presenza ha contribuito a un elevato turnover della composizione tassonomica della meiofauna tra le differenti spiagge e isole. La diversità dei nematodi appare elevata a livello di famiglia, nonostante la presenza di pochi generi; ciò rende la biodiversità delle Galapagos paragonabile a quella riscontrata in altre isole tropicali del mondo. La diversità procariotica è caratterizzata dalla predominanza di gruppi tipici degli ecosistemi marini, come Proteobacteria, Planctomycetota e Firmicutes. La diversità eucariotica è dominata dalla presenza di Cnidaria, Myzozoa e Nematoda. Il confronto tra approcci molecolari e tradizionali per le comunità meiobentoniche rivela che l'eDNA identifica un numero inferiore di gruppi (sia a livello di taxon che di genere) rispetto all'analisi tradizionale con microscopia. Inoltre, l'analisi molecolare rivela la presenza di un'ampia porzione di gruppi non identificati, suggerendo che la nostra conoscenza della biodiversità di procarioti e meiofauna delle Galapagos è ancora molto limitata.