Ecologia trofica del Nanoplancton eterotrofo

Il nanoplancton ਠcostituito da organismi eucarioti unicellulari flagellati e non di dimensioni comprese tra 2 e 10 ?m. Sono in larga parte fotosintetizzanti (Primnesioficee, Prasinoficee, Crisoficee, Criptoficee, Dinoficee e piccole diatomee) (ShaPiro e Guillard, 1986). Alcuni sono eterotrofi (coanoflagellati, crisomonadi autotrofi facoltativi o non pigmentati, euglenoidi non pigmentati, dinoflagellati ed elioflagellati (Fenchel, 1982) e rappresentano i predatori pi๠efficienti del picoplancton. Il nanoplancton eterotrofo (HNAN) costituisce la principale componente nelle reti trofiche marine capace di effettuare un controllo sulla biomassa picoplanctonica e di trasferire una porzione significativa della produzione batterica ai livelli trofici superiori (Fenchel, 1982; Azam et al., 1983; Berninger et al., 1991). Fino ad oggi scarsissime sono state le ricerche sulla frazione nanoplantonica negli ambienti profondi, dove presumibilmente i nanoflagellati giocano un ruolo di grande importanza, paragonabile a quello pi๠volte dimostrato nella zona fotica (Gasol e Vaquà¨, 1993). Studi recenti hanno messo in evidenza che percentuali considerevoli della produzione superficiale possono raggiungere i sedimenti marini fino a profondità  superiori ai 1000m. La sostanza organica sia in forma particolata che disciolta viene utilizzata dai procarioti eterotrofi per produrre nuova biomassa, l'unica prodotta negli ambienti profondi, che costituisce la base della rete trofica abissale. Attraverso la predazione dell'HNAN sui procarioti, tale risorsa viene veicolata ai consumatori dei livelli trofici superiori. Le conoscenze attuali sull'efficienza della predazione in ambienti abissali ਠquasi nulla e sono quasi sconosciuti i fattori che controllano le abbondanze degli eteronanoflagellati, la loro produzione e la loro efficienza come trasportatori di energia lungo le reti trofiche abissali. Lo scopo della mia ricerca ਠdi quantificare il flusso di carbonio attraverso la comunità  microplanctonica mediante la predazione dell' HNAN sulla frazione picoplanctonica autotrofa ed eterotrofa in superficie e di stimare l'impatto della predazione degli HNAN sul comparto picoplanctonico eterotrofo nel sistema abissale. I campioni da analizzare in questa ricerca sono stati raccolti durante una campagna oceanografica denominata †œTransmediterranean cruise†� che rientra nel progetto VECTOR (CONISMA), i cui obiettivi sono volti ad approfondire le conoscenze relative agli impatti dei cambiamenti climatici sull'ambiente marino mediterraneo, focalizzando l'attenzione sui processi sedimentari, sui processi fisici e sui cicli biogeochimici, nonchà© sulla biodiversità .. La campagna si ਠsvolta dal 28/05/2007 al 28/06/2007 nel bacino mediterraneo lungo un gradiente trofico decrescente ovest-est. Sono state prescelte dieci stazioni di campionamento: cinque nel mediterraneo occidentale (St. VA, V4, V3, V1, V2) e cinque nel mediterraneo orientale (St. V6, V7, V8, V10, Viera). In tutte le dieci stazioni previste nella campagna si ਠprovveduto ad eseguire esperimenti di diluizione riguardanti la predazione dell'HNAN sul picoplancton eterotrofo batiale, mentre su nove stazioni sono stati effettuati esperimenti di diluizione relativi alla predazione dell'HNAN sul picoplancton superficiale autotrofo ed eterotrofo. In questo mio lavoro di ricerca si ਠscelto di utilizzare il metodo delle diluizioni introdotto nel 1982 da Landry ed Hasset, successivamente modificato da Landry et al. (1995) poichà© nell'ultimo decennio ਠrisultato il pi๠utilizzato e puಠormai essere considerato un protocollo standard, che, a differenza delle altre tecniche proposte, ਠestremamente semplice e non prevede alcuna manipolazione degli organismi. Mediante questo protocollo, ਠpossibile calcolare sia il tasso di crescita delle prede, sia quello di predazione dei consumatori. Il tasso di predazione viene stimato attraverso la determinazione del tasso di crescita della preda in una serie di contenitori nei quali l'acqua campionata in una stazione viene diluita con acqua filtrata proveniente dalla medesima stazione. Le successive diluizioni riducono la probabilità  d'incontro tra preda e predatore. Il metodo si basa sul presupposto che il tasso di predazione (g) sia linearmente correlato alla densità  delle prede, che il coefficiente di crescita della preda (k) sia costante e indipendente dalla densità  del popolamento (limitazione di nutrienti assente) e che il tasso di filtrazione si mantenga costante, indipendente dalla concentrazione delle prede. La variazione della densità  delle prede (C) in un determinato periodo di tempo (t) puಠessere espressa dalla seguente equazione esponenziale: Ct = C0*e (k-g)*t ; dove, Ct ਠla biomassa alla fine dell'incubazione, C0 ਠla biomassa all'inizio dell'incubazione, k il tasso di crescita delle prede, g il tasso di mortalità  dovuto alla predazione e t il periodo di incubazione. Il tasso di predazione corrisponde alla pendenza della retta di regressione tra crescita della preda e le frazioni di acqua diluita; il tasso specifico di crescita delle prede si ottiene estrapolando la crescita apparente in assenza di predatori. L'eventuale crescita dell'HNAN viene stimata come differenza tra la concentrazione finale e quella iniziale nei campioni al 100%. In esperimenti precedenti si ਠvisto che nell'arco delle 24 ore di incubazione si assisteva ad una crescita significativa di questa frazione. In questo modo sarà  possibile stimare l'efficienza del trasferimento energetico perchà© tale ਠla produzione secondaria. I campionamenti d'acqua di mare per gli esperimenti di diluizione sono stati effettuati alle stazioni prescelte mediante rosette dotata di 24 bottiglie Niskin, sia in superficie che nella zona batipelagica e l'acqua di mare ਠstata filtrata su un retino da 10 ?m per eliminare i predatori di dimensioni superiori all' HNAN. L'acqua cosଠottenuta, ਠstata diluita con acqua di mare proveniente dalla medesima stazione e filtrata mediante pompa peristaltica su membrana idrofila di PFTE Millipore con porosità  pari a 0.22 ?m (acqua marina priva di organismi vitali eccetto piccoli batteri). Per valutare la predazione dell'HNAN sui batteri sono stati allestiti a bordo quattro diluizioni nelle seguenti proporzioni: 100%, 80%, 50%, 20%, in tre repliche ognuna. La serie di campioni ਠstata preparata al T0 e al T24. I campioni sono stati incubati sul ponte delle navi per un tempo pari a 24 ore, alle condizioni simulate in situ utilizzando vasconi in cui si ਠprovveduto a far scorrere acqua di mare superficiale che mantengono le condizioni di temperatura ed irradianza pi๠prossimi a quelli della profondità  di prelievo. Al tempo T0 e al tempo T24 sono state effettuate le analisi dei parametri. I campioni del batipelagico sono stati incubati anch'essi per 24 ore alle condizioni simulate in situ, al buio e in un frigorifero opportunamente tarato alla temperatura di prelievo. I campioni di nanoplancton sono stati fissati in gluteraldeide all'1% e tenuti in frigo; quelli di picoplancton sono stati fissati in formalina al 2%, precedentemente filtrata su 0.22 ?m e posti in frigo. I campioni di nanoplancton e picoplancton, sono stati filtrati in laboratorio mediante rampa su membrane NTG nere a diversa porosità , previa colorazione con DAPI e successivamente analizzati al microscopio ad epifluorescenza. Per il conteggio della frazione eterotrofa sono stati utilizzati i raggi UV, mentre la componente autotrofa ਠstata osservata ad eccitazione nel campo della luce verde. Gli organismi nanoplanctonici sono stati distinti in tre classi dimensionali : < 3 µm, tra 3 e 5 µm e > 5 µm. I valori di cellule per litro sono stati convertiti in biomassa di carbonio tramite l'applicazione di fattori di conversione reperibili in letteratura. L'efficienza delle diluizioni ਠstata verificata in tutte le stazioni della quota abissale: all'aumento del fattore diluizione corrisponde un'effettiva diluizione degli organismi al momento T0.