Analisi della diversità genetica di specie di ambiente portuale lungo le coste italiane

Il presente lavoro ha come obiettivo lo studio della struttura genetica di tre specie di invertebrati marini appartenenti alle comunità del fouling di ambiente portuale: il cirripede Amphibalanus amphitrite (Darwin 1854), il polichete Hydroides elegans (Haswell 1883) e l’ascidia Styela plicata (Lesueur,1823). Tutte e tre le specie sono ermafrodite, sono sessili nella fase adulta e conducono vita libera durante lo sviluppo larvale, che, a seconda della specie, può durare da 24 ore (S. plicata) a 21 giorni (A. amphitrite). Le tre specie, allo stadio adulto, possono essere oggetto di trasporto passivo sotto le chiglie delle navi, e allo stadio larvale nelle acque di zavorra. I campioni presi in esame provengono da sedici porti situati in un’area del Mar Mediterraneo pressochè corrispondente alle coste italiane. Sei sono localizzati nel Mar Ligure: Montecarlo, Genova, La Spezia (due siti), Viareggio, Livorno e Portoferraio; tre nel Mar Tirreno: Olbia, Civitavecchia e Napoli; due nel Mar Ionio: Siracusa e Taranto; infine cinque nel Mar Adriatico: Manfredonia, Ancona, Ravenna, Porto Marghera e Trieste. Le analisi genetiche sono state inizialmente condotte mediante l'uso di marcatori ISSR (Inter Simple Sequence Repeats) ed il sequenziamento di una porzione del gene mitocondriale codificante per la subunità I della Citocromo Ossidasi (COI). Le amplificazioni effettuate utilizzando i primer ISSR si sono rivelate difficoltose, per questo motivo, in corso d’opera, si è deciso di utilizzare unicamente il sequenziamento del gene COI. Inoltre, nonostante l’elevata qualità del DNA estratto da H. elegans, non è stato possibile amplificare la porzione di COI bersaglio; ciò potrebbe essere dipeso dalla possibile presenza nell’estratto di sostanze che inibiscono l’attività enzimatica della polimerasi. A causa di questi problemi l’analisi di H. elegans è stata abbandonata. Le analisi genetiche sono state effettuate su dieci individui per porto e per specie (A. amphitrite e S. plicata), fatta eccezione per il campione di S. plicata del porto di Siracusa in cui è stato possibile reperire solamente nove individui. Per l’amplificazione, tramite PCR, della sequenza bersaglio della COI sono stati utilizzati: il primer universale LCO1490 di Folmer et al. (1994) ed un primer reverse specie-specifico disegnato ad hoc in questo studio. Tali coppie di primer hanno amplificato una regione di 585 bp in A. amphitrite e di 613 bp in S. plicata, entrambe localizzate internamente al gene della COI. In A. amphitrite il confronto tra le sequenze ottenute ha fornito valori di diversità aplotipica e nucleotidica che suggeriscono come A. amphitrite sia una specie presente da lungo tempo nelle zone campionate nello studio, che ha avuto il tempo di differenziarsi geneticamente. Dal test di assegnazione, dal calcolo dell’indice di fissazione (FST) e dall’analisi della varianza molecolare (AMOVA) non emerge la presenza di strutturazione su piccola, media e grande scala, fatta eccezione per i risultati del network degli aplotipi e dell’albero filogenetico che mostrano la presenza di due aplogruppi divergenti. Si può quindi ipotizzare che per questa specie il trasporto passivo, unito all’efficace dispersione larvale, favorisca il flusso genico fra le località campionate, contrastando la strutturazione genetica della specie. In S. plicata i risultati hanno fornito valori di diversità aplotipica e nucleotidica caratteristici di popolazioni che sono state fondate da un esiguo numero di individui con aplotipi ben differenziati. Inoltre, la variabilità genetica mostra un incremento andando da nord a sud lungo il gradiente latitudinale. Dal test di assegnazione, dal calcolo dell’indice di fissazione (FST) non emerge la presenza di strutturazione su piccola scala che è invece presente su media scala, probabilmente dovuta a particolari caratteristiche dei porti campionati. Inoltre il network degli aplotipi mostra la presenza di due aplogruppi divergenti, risultato non supportato, però, dall’albero filogenetico. In questa specie, caratterizzata da bassa dispersione larvale, il trasporto passivo favorirebbe quindi flusso genico fra le località campionate. Concludendo, il gene mitocondriale della COI risulta efficace per indagare la struttura genetica delle due specie. Dai risultati emerge che A. amphitrite presenta una maggior variabilità ed una minore strutturazione genetica di S. plicata. Tale risultato potrebbe essere attribuito alle caratteristiche intrinseche alla specie, alla differente dispersione larvale oppure ad una più recente introduzione di S. plicata in Mediterraneo. Lo studio ha inoltre evidenziato come entrambe le specie non presentino isolamento da distanza, probabilmente grazie all’effetto omogeneizzante dovuto al trasporto passivo su larga scala.