Nowadays, the elasmobranchs worldwide overexploitation is a well-known problem; hence, the vulnerability condition of several Chondrichthyans species. The baseline for sustainable fisheries programmes requires information about the targeted organism’s biology, thus, reproductive biology. Unfortunately, the knowledge on several aspects of the biology of elasmobranchs’ is still little understood. The common smooth-hound, Mustelus mustelus, is a viviparous placental organisms, characterized by widespread distribution worldwide. The object of the present case study is to investigate the macromolecular pattern of distribution of proteins, carbohydrates, lipids, phosphates and collagen in the reproductive tract of a female of Mustelus mustelus from the Adriatic Sea, investigated by a Focal Plan Array Fourier Infrared Spectroscopy (FPA FT-IR analysis). In this thesis, FPA FT-IR analysis were coupled with histological analysis for a more comprehensive characterization of the female reproductive tract of a female of Mustelus mustelus, including the ovary tissue, the oviducal gland (OG), the Isthmus and the Uterus. The histological techniques applied are the Mayer’s Hematoxylin-Eosin stain as well as the Masson’s trichrome stain and the Periodic Acid-Schiff (PAS).

Dagli anni ’50 in poi, è stato registrato un forte calo sia in termini di numero di organismi appartenenti allo stock ittico (pesci ossei e pesci cartilaginei), sia in termini di dimensione media di tali organismi. Organismi quali gli elasmobranchi, ossia organismi definiti k-strateghi per quanto riguarda la strategia riproduttiva, sono fortemente impattati dalla pesca intensiva ed estensiva praticata oggigiorno nei mari di tutto il pianeta. Vengono generalmente definiti organismi k-strateghi organismi caratterizzati da taglia dimensionale medio grande, caratterizzati da crescita corporea lenta e quindi di insorgenza di maturità sessuale in tarda età; questo comporta quindi una fecondità generalmente bassa, definita in termini di numero di organismi figli partoriti oltre a anche di periodi di gestazione estremamente lunghi. Alla base dell’organizzazione di un’industria della pesca sostenibile, è necessario avere conoscenze approfondite inerenti alla biologia delle diverse specie ittiche target. La biologia della riproduzione risulta fondamentale nel pianificare in modo corretto i periodi di fermo pesca oltre che nel definire la taglia di prima maturità, essenziale per poter definire quali organismi possano essere pescati e quali no. Ideologicamente, la taglia di prima maturità sessuale dovrebbe consentire a tutti gli organismi di poter avere la possibilità di riprodursi almeno una volta nella vita, andando ad impattare quanto meno possibile lo stock ittico. Molti sono ancora i punti interrogativi inerenti alla biologia della riproduzione degli elasmobranchi, specialmente per specie vivipare placentate come il Mustelus mustelus. Oggetto di questa tesi è stata la biologia della riproduzione di organismi di sesso femminile di Mustelus mustelus appartenenti alla popolazione presente in Adriatico. Il Mar Adriatico oggigiorno è considerato essere un’area adibita alla riproduzione e vede la presenza di elevati numeri di organismi giovanili, fattore estremamente importante da tenere in considerazione in un’ottica volta a sviluppare piani di conservazione e regolamentazione della pesca. La biologia della riproduzione del Mustelus mustelus è stata indagata utilizzando diverse tecniche istologiche quali Ematossilina ed Eosina (EE), Tricromica di Masson e colorazione PAS, in aggiunta ad analisi di spettroscopia infrarossa (Focal Plan Array Fourier Infrared Spectroscopy (FPA FT-IR analysis). I tessuti campionati sono appartenenti all’ovario, alla ghiandola definita “Oviducal gland” (OG), all’isthmus in aggiunta all’utero. All’interno dell’ovario sono stati campionati oociti caratterizzati da diversi stadi di maturazione, una sub-porzione dell’oviducal gland è stata campionata, così come una sezione dell’isthmus ed infine la membrana esterna dell’utero. Lo spettro FT-IR in campo biologico viene definito come fingerprinting molecolare delle componenti macromolecolari, presenti nel tessuto oggetto di studio; permettendo quindi una caratterizzazione sia biochimica che ultrastrutturale. Questa tesi vuole rappresentare un caso studio preliminare per meglio poter comprendere l’estremamente complessa biologia della riproduzione di organismi elasmobranchi vivipari placentati. Le principali analisi effettuate tramite FPA FT-IR hanno avuto l’obiettivo di identificare i pattern di distribuzione delle principali macromolecole di interesse biologico quali proteine, carboidrati, lipidi in aggiunta a collagene. Ulteriori analisi, volte a poter identificare la specifica composizione biochimica di molecole di estremo interesse quali: la sostanza definita vitellogenina-like presente in oociti vitellogenici, in aggiunta alla specifica natura delle sostanze secrete dalle ghiandole appartenenti all’Oviducal gland, oltre alla natura biochimica di molecole segnali tali da poter permettere il corretto sviluppo e mantenimento della gravidanza intra utero, sono ancora necessarie.

Caratterizzazione strutturale e molecolare dell'apparato riproduttore femminile di Mustelus mustelus.

CARLI, SABRINA
2019/2020

Abstract

Nowadays, the elasmobranchs worldwide overexploitation is a well-known problem; hence, the vulnerability condition of several Chondrichthyans species. The baseline for sustainable fisheries programmes requires information about the targeted organism’s biology, thus, reproductive biology. Unfortunately, the knowledge on several aspects of the biology of elasmobranchs’ is still little understood. The common smooth-hound, Mustelus mustelus, is a viviparous placental organisms, characterized by widespread distribution worldwide. The object of the present case study is to investigate the macromolecular pattern of distribution of proteins, carbohydrates, lipids, phosphates and collagen in the reproductive tract of a female of Mustelus mustelus from the Adriatic Sea, investigated by a Focal Plan Array Fourier Infrared Spectroscopy (FPA FT-IR analysis). In this thesis, FPA FT-IR analysis were coupled with histological analysis for a more comprehensive characterization of the female reproductive tract of a female of Mustelus mustelus, including the ovary tissue, the oviducal gland (OG), the Isthmus and the Uterus. The histological techniques applied are the Mayer’s Hematoxylin-Eosin stain as well as the Masson’s trichrome stain and the Periodic Acid-Schiff (PAS).
2019
2021-02-23
Structural and molecular characterization of the female reproductive system of Mustelus mustelus.
Dagli anni ’50 in poi, è stato registrato un forte calo sia in termini di numero di organismi appartenenti allo stock ittico (pesci ossei e pesci cartilaginei), sia in termini di dimensione media di tali organismi. Organismi quali gli elasmobranchi, ossia organismi definiti k-strateghi per quanto riguarda la strategia riproduttiva, sono fortemente impattati dalla pesca intensiva ed estensiva praticata oggigiorno nei mari di tutto il pianeta. Vengono generalmente definiti organismi k-strateghi organismi caratterizzati da taglia dimensionale medio grande, caratterizzati da crescita corporea lenta e quindi di insorgenza di maturità sessuale in tarda età; questo comporta quindi una fecondità generalmente bassa, definita in termini di numero di organismi figli partoriti oltre a anche di periodi di gestazione estremamente lunghi. Alla base dell’organizzazione di un’industria della pesca sostenibile, è necessario avere conoscenze approfondite inerenti alla biologia delle diverse specie ittiche target. La biologia della riproduzione risulta fondamentale nel pianificare in modo corretto i periodi di fermo pesca oltre che nel definire la taglia di prima maturità, essenziale per poter definire quali organismi possano essere pescati e quali no. Ideologicamente, la taglia di prima maturità sessuale dovrebbe consentire a tutti gli organismi di poter avere la possibilità di riprodursi almeno una volta nella vita, andando ad impattare quanto meno possibile lo stock ittico. Molti sono ancora i punti interrogativi inerenti alla biologia della riproduzione degli elasmobranchi, specialmente per specie vivipare placentate come il Mustelus mustelus. Oggetto di questa tesi è stata la biologia della riproduzione di organismi di sesso femminile di Mustelus mustelus appartenenti alla popolazione presente in Adriatico. Il Mar Adriatico oggigiorno è considerato essere un’area adibita alla riproduzione e vede la presenza di elevati numeri di organismi giovanili, fattore estremamente importante da tenere in considerazione in un’ottica volta a sviluppare piani di conservazione e regolamentazione della pesca. La biologia della riproduzione del Mustelus mustelus è stata indagata utilizzando diverse tecniche istologiche quali Ematossilina ed Eosina (EE), Tricromica di Masson e colorazione PAS, in aggiunta ad analisi di spettroscopia infrarossa (Focal Plan Array Fourier Infrared Spectroscopy (FPA FT-IR analysis). I tessuti campionati sono appartenenti all’ovario, alla ghiandola definita “Oviducal gland” (OG), all’isthmus in aggiunta all’utero. All’interno dell’ovario sono stati campionati oociti caratterizzati da diversi stadi di maturazione, una sub-porzione dell’oviducal gland è stata campionata, così come una sezione dell’isthmus ed infine la membrana esterna dell’utero. Lo spettro FT-IR in campo biologico viene definito come fingerprinting molecolare delle componenti macromolecolari, presenti nel tessuto oggetto di studio; permettendo quindi una caratterizzazione sia biochimica che ultrastrutturale. Questa tesi vuole rappresentare un caso studio preliminare per meglio poter comprendere l’estremamente complessa biologia della riproduzione di organismi elasmobranchi vivipari placentati. Le principali analisi effettuate tramite FPA FT-IR hanno avuto l’obiettivo di identificare i pattern di distribuzione delle principali macromolecole di interesse biologico quali proteine, carboidrati, lipidi in aggiunta a collagene. Ulteriori analisi, volte a poter identificare la specifica composizione biochimica di molecole di estremo interesse quali: la sostanza definita vitellogenina-like presente in oociti vitellogenici, in aggiunta alla specifica natura delle sostanze secrete dalle ghiandole appartenenti all’Oviducal gland, oltre alla natura biochimica di molecole segnali tali da poter permettere il corretto sviluppo e mantenimento della gravidanza intra utero, sono ancora necessarie.
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Utilizza questo identificativo per citare o creare un link a questo documento: https://hdl.handle.net/20.500.12075/3078