Diferenças intra e interespecíficas na atividade da fosfatase alcalina em microalgas marinhas costeiras selecionadas

A incorporação de fósforo (P) foi avaliada através da técnica de marcador enzimático fluorescente a fim de determinar a atividade da fosfatase alcalina (PA) em dois clones de Phaeodactylum tricornutum (Bohlin), Ub3 e Ub7, isolados de Ubatuba (SP), em Tetraselmis aff. chui (Butcher) e Prorocentrum minimum (Pavillard) J. Schiller, isoladas da Baía de Guanabara (RJ) e na Comunidade Natural da Baía de Guanabara (RJ). A fosfatase alcalina (PA) é uma enzima extracelular associada à membrana que catalisa a hidrólise de compostos orgânicos de fósforo em resposta à limitação de fosfato. Sua análise, a partir do marcador ELF-97, proporciona uma avaliação individual e, portanto, determina as condições nutricionais de fósforo inorgânico em células fitoplanctônicas. Os clones de P. tricornutum apresentaram diferenças no desenvolvimento quando incubados no tratamento P-repleto. O clone Ub7 de P. tricornutum apresentou a maior atividade enzimática quando comparado às demais espécies testadas, em condições P-repletas. Enquanto P. minimum apresentou a maior atividade da fosfatase alcalina em condições P-limitadas. Entre as espécies T. aff. chui e P. minimum, a maior atividade enzimática ocorreu durante a fase estacionária de desenvolvimento, entretanto diferenças foram observadas somente nas menores concentrações de fosfato. P. tricornutum, T. aff. chui e P. minimum, ao longo dos experimentos, utilizaram duas estratégias para incorporação de fosfato, aumentando a atividade da fosfatase alcalina, assim como alterando o biovolume ou a máxima dimensão linear para manter a relação S/V estável. Em P. tricornutum os sítios da atividade enzimática ocorreram na membrana celular, em T. aff. chui encontrados intracelularmente, enquanto em P. minimum observados tanto nas membranas, quanto no interior das células. No experimento realizado com a comunidade natural, houve predomínio das diatomáceas entre todos os grupos e tratamentos; as espécies foram agrupadas nas estratégias adaptativas C e R e classificadas principalmente como R-estrategistas. Os dinoflagelados da Ordem Prorocentrales utilizaram a incorporação do fósforo orgânico como estratégia para obtenção de fósforo em condições limitantes. Entretanto, as diatomáceas apresentaram tal estratégia de forma mais variável. Quanto às prasinofíceas, embora Tetraselmis sp. tenha apresentado baixa atividade enzimática nos experimentos unialgais, as concentrações de fosfato ao longo do experimento não resultaram na utilização de P orgânico para o grupo. Os resultados destacaram as diferenças intra e interespecíficas na atividade da fosfatase alcalina, e, consequentemente, na incorporação de fósforo orgânico, uma vez que as espécies testadas regularam a atividade enzimática de acordo com as diferentes concentrações externas de fosfato.

泉州湾赤潮藻类优势种演替影响因子探讨

于2006年5—11月对东海泉州湾赤潮监控区设定4个采样站位,进行赤潮常规监测。结果表明,泉州湾藻类优势种由中肋骨条藻(Skeletonema costatum)、太平洋海链藻(Thalassiosira pacifica)、微小原甲藻(Prorocentrum minimum)、尖刺拟菱形藻(Pseudo-nitzschia pungens)、丹麦细柱藻(Leptocylindrus danicus)及旋链角毛藻(Chaetoceros curvisetus)等赤潮生物组成,虽然中肋骨条藻为最主要的优势

尖尾藻（Oxyrrhis marina）染色体固定特性的比较研究

本工作采用单纯戊二醛、单纯四氧化锇、戊二醛加四氧化锇双固定及Ryter和Kellenberger的细菌类核体“标准固定方法”等四种固定方法，在尖尾藻与典型涡鞭毛虫双甲藻(Prorocentrum micans)、典型原核生物肠道细菌、眼虫(Euglean sp.)、典型真核细胞小鼠胸腺细胞之间比较了电镜下所观察到的染色体和类核体的固定特性。实验结果表明尖尾藻染色体的固定特性异于典型涡鞭毛虫染色体的固定特性。而与眼虫染色体的相同，与典型真核细胞异染色质的相似。这些结果支持关于重新确定尖尾藻分类地位的设想；实验结果还指出尖尾藻染色体和眼虫染色体在碱性蛋白被抽提尽后，它们的固定特性均与细菌类核体的相似，这提示除了染色体碱性蛋白或组蛋白的含量是染色体固定特性的一个决定因素外，染色体碱性蛋白与DNA纤维的结合方式也可能影响染色体的固定特性。

Helical single-lamellar crystals thermotropically formed in a synthetic nonracemic chiral main-chain polyester

Phase structures and transformation mechanisms of nonracemic chiral biological and synthetic polymers are fundamentally important topics in understanding their macroscopic responses in different environments. It has been known for many years that helical structures and morphologies can exist in low-ordered chiral liquid crystalline (LC) phases. However, when the chiral liquid crystals form highly ordered smectic liquid crystal phases, the helical morphology is suppressed due to the crystallization process. A double-twisted morphology has been observed in many liquid crystalline biopolymers such as dinoflaggellate chromosomes (in Prorocentrum micans) in an in vivo arrangement. Helical crystals grown from solution have been reported in the case of Bombyx mori silk fibroin crystals having the beta modification. This study describes a synthetic nonracemic chiral main-chain LC polyester that is able to thermotropically form helical single lamellar crystals. Flat single lamellar crystals can also be observed under the same crystallization condition. Moreover, flat and helical lamellae can coexist in one single lamellar crystal, within which one form can smoothly transform to the other. Both of these crystals possess the same structure, although translational symmetry is broken in the helical crystals. The polymer chain folding direction in both flat and helical lamellar crystals is determined to be identical, and it is always along the long axis of the lamellae. This finding provides an opportunity to study the chirality effect on phase structure, morphology, and transformation in condensed states of chiral materials. [S0163-1829(99)01042-5].

Development of rRNA and rDNA-targeted probes for fluorescence in situ hybridization to detect Heterosigma akashiwo (Raphidophyceae)

Heterosigma akashiwo (Hada) is a fragile, fish-killing alga. Efforts to understand and prevent blooms due to this harmful species to mitigate the impact on aquaculture require the development of methods for rapid and precise identification and quantification, so that adequate warning of a harmful algal bloom may be given. Here, we report the development and application of rRNA and rDNA-targeted oligonucleotide probes for fluorescence in situ hybridization (FISH) to aid in the detection and enumeration of H. akashiwo. The designed probes were species specific, showing no cross-reactivity with four common HAB causative species: Prorocentrum micans Ehrenberg, P. minimum (Pavillard) Schiller, Alexandrium tarmarense (Lebour) Balech, and Skeletonema costatum (Greville) Cleve, or with four other microalgae, including Gymnodinium sp. Stein, Platy-monas cordiformis (Karter) Korsch, Skeletonema sp.1 Greville and Skeletonema sp.2. The rRNA-targeted probe hybridized to cytoplasmic rRNA, showing strong green fluorescence throughout the whole cell, while cells labeled by rDNA-targeted probe exhibited exclusively fluorescent nucleus. The detection protocols were optimized and could be completed within an hour. For rRNA and rDNA probes, about a corresponding 80% and 70% of targeted cells could be identified and quantified during the whole growth circle, despite the inapparent variability in the average probe reactivity. The established FISH was proved promising for specific, rapid, precise, and quantitative detection of H. akashiwo. (C) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.

几种赤潮微藻的形态和系统进化分析及荧光原位杂交检测

赤潮也称红潮，通常是指由于一些海洋浮游生物在水体中过度繁殖或聚集而使海水变色的现象。赤潮特别是有害赤潮造成了严重的生态环境问题，给水产养殖业和滨海旅游业造成了巨大损失，并可直接危害人类健康。研究赤潮，进而预防和控制赤潮，首先要对引发赤潮的生物种类进行准确鉴定并对自然水域的赤潮生物进行监控，并建立赤潮藻的快速鉴定与检测方法。本文分别对几株赤潮微藻进行了形态和系统进化分析，并探讨了荧光原位杂交在赤潮检测中的应用。 分别对5株分离自中国沿海不同水域的中肋骨条藻[Skeletonema costatum (Greville) Cleve]类似种 (SK-BH、SK-FQ、 SK-HH、SK-DH和SK-XM) 进行光镜和扫描电镜观察，并PCR扩增了转录内间隔区 (含5.8S rDNA)(ITS) 和核糖体大亚基 (D1-D2)区 (LSU)，获得的序列与其它已报道的骨条藻的同源序列进行了进化分析，以探讨５株骨条藻与已报道的骨条藻之间的进化关系。5株骨条藻在形态上各不相同，其中，只有1株 (SK-XM)被鉴定为中肋骨条藻，而其余4株皆与已报道的骨条藻的形态学特征不符。ITS树和LSU树具有不同的拓扑结构，并表明5株骨条藻至少分属3个不同的种。遗传距离分析提示了在地理距离上靠近的种，在进化上也可能靠近。此外，还可以观察到这5株藻之间的细微的形态学“进化”关系。所有结果表明了中国沿海骨条藻属种的多样性。 对1株分离自赤潮水域的裸甲藻 (Gymnodinium)类似种进行了形态学分析，并探讨了该藻与裸甲藻、凯伦藻(Karena)、旋沟藻(Gyrodinium)、下沟藻(Karlodinium)和共生甲藻(Symbiodinium)的进化关系。光镜观察表明该藻具有裸甲藻的一些典型的形态学特征，而我们没能获得细胞形态保存完好的电镜样品；进化分析初步鉴定该藻为一种共生甲藻。 获得了赤潮异湾藻[Heterosigma akashiwo (Hada) Hada]的LSU和ITS序列，设计了以胞质rRNA和胞核rDNA为靶序列的特异性探针，建立了赤潮异湾藻的全细胞和细胞核荧光原位杂交技术，对探针的特异性进行了验证，并考察了杂交信号和检测率在整个细胞周期的变化情况。探针能分别使整个细胞和细胞核呈现明亮的绿色荧光。探针是特异性的，不与其它受试藻进行交叉反应。杂交信号在整个细胞周期内变化不明显，且检测率为70%–80%。整个检测过程不到1 ｈ，能实现赤潮异湾藻的快速、准确、特异和半定量检测。 获得了海洋原甲藻(Prorocentrum micans Ehrenberg)的LSU和ITS序列，设计了以胞质rRNA为靶序列的特异性探针，建立了海洋原甲藻的全细胞荧光原位杂交技术，并对探针的特异性进行了验证。探针能使整个细胞呈现强烈的绿色荧光。探针不与其它受试藻种进行交叉反应，表明是特异性的。

Phytoplankton distributions and their relationship with the environment in the Changjiang Estuary, China

This study was carried out in the Changjiang Estuary from 19 to 26 May 2003. Based on the data collected from 29 stations, including two anchor stations, phytoplankton taxonomic composition, abundance, diurnal variability and spatial distribution were examined. Eighty-seven species, including 54 species of diatoms and 16 red tide causative species, were identified. Average diversity index (H') and evenness (J) values were 1.04 and 0.40, respectively. A bloom in abundance of certain phytoplankton species, especially Prorocentrum dentatum and Skeletoneina costatum, was thought to be the cause of the low diversity index and evenness values. Total phytoplankton abundance averaged 6.75 x 10(5) cells 1(-1), and was much higher than previous investigation carried out in the same month in 1986. Abundance increased seaward showing a distinct spatial difference, and the dominant species varied with salinity. Correlation between phosphorus and abundance further supported the former conclusion that phosphorus is the controlling factor in phytoplankton growth in the Changjiang Estuary where light is not limiting. Based on the relationship between DO, pH and abundance, it is likely that the bloom was caused by rapid in situ growth of phytoplankton with high nutrients and sufficient light. The data also indicated that the duration of the bloom was not long and

Size-fractionated phytoplankton biomass in autumn of the Changjiang (Yangtze) River Estuary and its adjacent waters after the Three Gorges Dam construction

A cruise was undertaken from 3rd to 8th November 2004 in Changjiang (Yangtze) River Estuary and its adjacent waters to investigate the spatial biomass distribution and size composition of phytoplankton. Chlorophyll-a (Chl-a) concentration ranged 0.42-1.17 mu g L-1 and 0.41-10.43 mu g L-1 inside and outside the river mouth, with the mean value 0.73 mu g L-1 and 1.86 mu g L-1, respectively. Compared with the Chl-a concentration in summer of 2004, the mean value was much lower inside, and a little higher outside the river mouth. The maximal Chl-a was 10.43 mu g L-1 at station 18 (122.67 degrees E, 31.25 degrees N), and the region of high Chl-a concentration was observed in the central survey area between 122.5 degrees E and 123.0 degrees E. In the stations located east of 122.5 degrees E, Chl-a concentration was generally high in the upper layers above 5 m due to water stratification. In the survey area, the average Chl-a in sizes of > 20 mu m and < 20 mu m was 0.28 mu g L-1 and 1.40 mu g L-1, respectively. High Chl-a concentration of < 20 mu m size-fraction indicated that the nanophytoplankton and picophytoplankton contributed the most to the biomass of phytoplankton. Skeletonema costatum, Prorocentrum micans and Scrippsiella trochoidea were the dominant species in surface water. The spatial distribution of cell abundance of phytoplankton was patchy and did not agree well with that of Chl-a, as the cell abundance could not distinguish the differences in shape and size of phytoplankton cells. Nitrate and silicate behaved conservatively, but the former could probably be the limitation factor to algal biomass at offshore stations. The distribution of phosphate scattered considerably, and its relation to the phytoplankton biomass was complicated.

Changes in marine dinoflagellate and diatom abundance under climate change

Marine diatoms and dinoflagellates play a variety of key ecosystem roles as important primary producers (diatoms and some dinoflagellates) and grazers (some dinoflagellates). Additionally some are harmful algal bloom (HAB) species and there is widespread concern that HAB species may be increasing accompanied by major negative socio-economic impacts, including threats to human health and marine harvesting1, 2. Using 92,263 samples from the Continuous Plankton Recorder survey, we generated a 50-year (1960–2009) time series of diatom and dinoflagellate occurrence in the northeast Atlantic and North Sea. Dinoflagellates, including both HAB taxa (for example, Prorocentrum spp.) and non-HAB taxa (for example, Ceratium furca), have declined in abundance, particularly since 2006. In contrast, diatom abundance has not shown this decline with some common diatoms, including both HAB (for example, Pseudo-nitzschia spp.) and non-HAB (for example, Thalassiosira spp.) taxa, increasing in abundance. Overall these changes have led to a marked increase in the relative abundance of diatoms versus dinoflagellates. Our analyses, including Granger tests to identify criteria of causality, indicate that this switch is driven by an interaction effect of both increasing sea surface temperatures combined with increasingly windy conditions in summer.

Vulnerability of coastal ecosystems to changes in harmful algal bloom distribution in response to climate change: projections based on model analysis

Harmful algal blooms (HABs), those proliferations of algae that can cause fish kills, contaminate seafood with toxins, form unsightly scums, or detrimentally alter ecosystem function have been increasing in frequency, magnitude, and duration worldwide. Here, using a global modeling approach, we show, for three regions of the globe, the potential effects of nutrient loading and climate change for two HAB genera, pelagic Prorocentrum and Karenia, each with differing physiological characteristics for growth. The projections (end of century, 2090-2100) are based on climate change resulting from the A1B scenario of the Intergovernmental Panel on Climate Change Institut Pierre Simon Laplace Climate Model (IPCC, IPSL-CM4), applied in a coupled oceanographic-biogeochemical model, combined with a suite of assumed physiological 'rules' for genera-specific bloom development. Based on these models, an expansion in area and/or number of months annually conducive to development of these HABs along the NW European Shelf-Baltic Sea system and NE Asia was projected for both HAB genera, but no expansion (Prorocentrum spp.), or actual contraction in area and months conducive for blooms (Karenia spp.), was projected in the SE Asian domain. The implications of these projections, especially for Northern Europe, are shifts in vulnerability of coastal systems to HAB events, increased regional HAB impacts to aquaculture, increased risks to human health and ecosystems, and economic consequences of these events due to losses to fisheries and ecosystem services.

Changes in marine dinoflagellate and diatom abundance under climate change

Marine diatoms and dinoflagellates play a variety of key ecosystem roles as important primary producers (diatoms and some dinoflagellates) and grazers (some dinoflagellates). Additionally some are harmful algal bloom (HAB) species and there is widespread concern that HAB species may be increasing accompanied by major negative socio-economic impacts, including threats to human health and marine harvesting1, 2. Using 92,263 samples from the Continuous Plankton Recorder survey, we generated a 50-year (1960–2009) time series of diatom and dinoflagellate occurrence in the northeast Atlantic and North Sea. Dinoflagellates, including both HAB taxa (for example, Prorocentrum spp.) and non-HAB taxa (for example, Ceratium furca), have declined in abundance, particularly since 2006. In contrast, diatom abundance has not shown this decline with some common diatoms, including both HAB (for example, Pseudo-nitzschia spp.) and non-HAB (for example, Thalassiosira spp.) taxa, increasing in abundance. Overall these changes have led to a marked increase in the relative abundance of diatoms versus dinoflagellates. Our analyses, including Granger tests to identify criteria of causality, indicate that this switch is driven by an interaction effect of both increasing sea surface temperatures combined with increasingly windy conditions in summer.

Effetto dell'erbicida Terbutilazina sulla crescita di flagellate marine in coltura

Il fitoplancton è costituito da organismi molto importanti per l'ambiente marino e molto diversificati sia dal punto di vista morfologico che fisiologico.Questi organismi sono normalmente soggetti ai cambiamenti stagionali e alle variazioni dell'ambiente dovute sia a fenomeni naturali che all'impatto antropico, sempre più rilevante. Con questa tesi si è voluto approfondire l'effetto di erbicidi comunemente usati dall'uomo in agricoltura su delle microalghe flagellate rappresentative del Mar Adriatico. L'inquinante scelto è la Terbutilazina, sostanza utilizzata per il diserbo del mais e diffusa in tutta l'area padano-venera, come dimostrano i dati dei campionamenti ARPA, che riportano la presenza di Terbutilazina e del suo prodotto di degradazione Desetil-Terbutilazina a concentrazioni superiori al limite fissato sia nelle acque superficiali che in quelle sotterranee. Anche in mare come riportato in letteratura (Carafa et. al 2009)è stato riscontrato a concentrazioni superiori al limite previsto dalla normativa vigente in Italia. In particolare il meccanismo d'azione di questo erbicida interferisce con la fotosintesi, agendo sulle proteine di membrana dei cloroplasti, rimpiazzando il chinone accettore di elettroni QB della proteina D1 del fotosistema II. Più specie di microalghe fatte crescere in colture 'batch' sono state testate a diverse concentrazioni di erbicida in condizione di luce nutrienti costanti. Questi esperimenti sono stati inoltre condotti a due diverse temperature (20 e 25°C) per studiare l'effetto di questo inquinante in correlazione con l'attuale aumento di temperatura in atto nel pianeta. In una prima fase di screening è stato valutato l'effetto della Terbutilazina su 9 specie di flagellate rappresentative dell'Adriatico, tramite misure dell'efficienza fotosintetica. Grazie a questa prima fase sono state individuate le microalghe e le relative concentrazioni di Terbutilazina da utilizzare negli esperimenti. Per gli esperimenti, sono state scelte le due specie algali Gonyaulax spinifera e Prorocentrum minimum sulle quali si è approfondito lo studio dell'effetto dell'inquinante alle due temperature, attraverso una serie di analisi volte ad individuare le risposte in termini di crescita e di fisiologia delle alghe quali: conteggio delle cellule, torbidità, efficienza fotosintetica, consumo di nutrienti, quantità di clorofilla e di polisaccaridi extracellulari prodotti. La scelta di queste microalghe è stata dettata dal fatto che Gonyaulax spinifera si è rivelata la microalga più sensibile a concentrazioni di erbicida più vicine a quelle ambientali fra tutte le alghe valutate, mentre Prorocentrum minimum è fra le dinoflagellate più frequenti e rappresentative del Mar Adriatico (Aubry et al. 2004), anche se non particolarmente sensibile; infatti P. minimum è stato testato ad una concentrazione di erbicida maggiore rispetto a quelle normalmente ritrovate in ambiente marino. Dai risultati riportati nella tesi si è visto come l'erbicida Terbutilazina sia in grado di influenzare la crescita e la fotosintesi di microalghe flagellate dell'Adriatico anche a concentrazioni pari a quelle rilevate in ambiente, e si è evidenziato che gli effetti sono maggiori alle temperature in cui le microalghe hanno una crescita meno efficiente. Questi studi hanno messo in evidenza anche l'utilità delle misure di fotosintesi tramite fluorimetro PAM nel valutare le risposte delle microalghe agli erbicidi triazinici. Inoltre la diversa risposta delle microalghe osservata, potrebbe avere conseguenze rilevanti sulle fioriture estive di fitoplancton in caso di presenza in mare di Terbutilazina, anche a concentrazioni non particolarmente elevate. Questo lavoro si inserisce in un contesto più ampio di ricerca volto alla modellizzazione della crescita algale in presenza di inquinanti ed in concomitanza con le variazioni di temperatura. Infatti i dati ottenuti insieme a misure di carbonio cellulare, non ancora effettuate, saranno utili per la messa a punto di nuove parametrizzazioni che si avvicinino maggiormente ai dati reali, per poi simulare i possibili scenari futuri variando le condizioni ambientali e le concentrazioni dell'inquinante studiato.

Individuazione dei valori ottimali di crescita di dinoflagellate bentoniche, valutazione della tossicità e di interazioni allopatiche.

Individuazione dei valori ottimali di crescita di dinoflagellate bentoniche, valutazione della tossicità e di interazioni allelopatiche. Il fitoplancton rappresenta la base della catena trofica in ambiente marino, nonché oltre la metà  della produzione primaria a livello mondiale. Le dinoflagellate, assieme alle diatomee, costituiscono la maggior parte del fitoplancton, comprendendo numerose e diversificate specie di microalghe dalla differente distribuzione, ecologia e fisiologia. Alcune specie appartenenti a tale gruppo sono in grado di dare luogo, in determinate condizioni, a estesi fenomeni di fioriture algali, che diventano particolarmente impattanti se le specie coinvolte sono responsabili della produzione di biotossine, le quali possono direttamente uccidere altri organismi o accumularsi nei loro tessuti. Gli effetti nocivi di questi fenomeni si ripercuotono pesantemente sull'ecosistema marino, con ingenti morie di organismi acquatici (da pesci a molluschi, dal bentos al necton) e profonde alterazioni nelle comunità specifiche. Un forte coinvolgimento si ha di conseguenza anche per le attività umane, in seguito a forti esternalità negative su pesca, turismo, attività ricreative, o spesso con rischi direttamente correlati alla salute umana, dovuti perlopiù ad ingestione di organismi contaminati o all'inalazione di tossine per via aerea. Negli ultimi anni le fioriture algali tossiche si sono fortemente intensificate in distribuzione, estensione e frequenza, attirando l'interesse globale della comunità scientifica. Diversi studi condotti in questo senso hanno portato all'identificazione di numerose specie di dinoflagellate tossiche e all'isolamento di una lunga serie di composti chimici con effetti dannosi da esse sintetizzate. Tuttavia si conosce ancora ben poco sull'ecologia di queste specie, in particolare su quali siano i fattori che possano indurre o regolare la proliferazione e lo sviluppo di un bloom algale. Questo studio si è focalizzato su due specie di dinoflagellate bentoniche tossiche, Ostreopsis ovata e Coolia monotis, entrambe appartenenti alla famiglia Ostreopsidaceae, note già da tempo nei paesi tropicali poiché associate alla sindrome da ciguatera. Negli ultimi anni, Ostreopsis ovata è stata oggetto di numerose ricerche in Europa, poiché ha dato luogo a fenomeni di bloom, collegati con danni respiratori nell'uomo, anche lungo i litorali italiani; soltanto recentemente grazie ad una tecnica analitica basata sulla combinazione di cromatografia liquida e spettrometria di massa (LC-MS), è stato possibile isolare la diverse tossine responsabili. Durante i vari monitoraggi e campionamenti delle acque, questa dinoflagellata è stata sempre riscontrata in presenza di Coolia monotis (e Prorocentrum lima), di cui invece si conosce ben poco, visto che la sua tossicità in Mediterraneo non è ancora stata dimostrata, né la sua tossina caratterizzata. Il primo step di questo studio è stato quello di valutare, attraverso il mantenimento di colture in vitro, l'importanza della temperatura nella crescita di O. ovata e C. monotis (singolarmente) provenienti dalla zona del monte Conero (Ancona, Marche). Esistono già studi di questo tipo su ceppi adriatici di O. ovata, tuttavia è stato effettuato un esperimento similare utilizzando un nuovo ceppo, isolato in anni recenti; per C. monotis invece non sono presenti molti studi in letteratura, in particolare nessuno riguardante ceppi italiani. La valutazione della crescita è stata effettuata attraverso conteggio delle cellule, misura dell'efficienza fotosintetica e consumo dei macronutrienti. Quindi, visto che le due specie vivono in associazione nell'ambiente marino, si è cercato di evidenziare l'instaurarsi di eventuali processi competitivi o di fenomeni di allelopatia. Dall'analisi dei risultati è emerso che, se coltivate individualmente, sia C. monotis che O. ovata mostrano un optimum di crescita alla temperatura di 20°C, con tasso di crescita, numero di cellule e rendimento fotosintetico raggiunti più elevati, seppure non di molto rispetto alle colture a 25°C. Le colture a 30°C al contrario hanno mostrato valori sensibilmente inferiori. Se fatte crescere assieme, invece, C. monotis mantiene lo stesso pattern riscontrato nella monoculture a 20 e 25°C, seppur raggiungendo numeri di cellule inferiori, mentre a 30°C ha una crescita bassissima. Al contrario, O. ovata alla temperatura più elevata raggiunge lo stesso numero di cellule della monocultura, alla temperatura intermedia registra il tasso di crescita, ma non il numero di cellule, più elevato, mentre alla temperatura più bassa (che era l'optimum per la monocultura) si ha il maggior stress per la specie, evidenziando forti fenomeni di competizione. Esperimenti su C. monotis fatta crescere in un filtrato di O. ovata non hanno invece chiarito l'esistenza o meno di eventuali effetti allelopatici di Ostreopsis su Coolia, dato che non sono apparse differenze evidenti tra il controllo e il filtrato, mentre hanno messo in luce l'importanza dei batteri associati alle microalghe come supporto alla loro crescita, poiché le colture cresciute in filtrato sterile hanno manifestato tutte quante un rendimento quantico fotosintetico inferiore.

Competizione e interazioni allelopatiche tra Ostreopsis ovata e altre microalghe.

Le fioriture algali rappresentano un problema emergente che colpisce le attività ricreative costiere negli ultimi decenni e molta responsabilità è attribuita alla pressione antropica sulle coste, anche se fondamentalmente i fenomeni di fioriture dannose rimangono imprevedibili. Un tempo confinate in aree tropicali e sub-tropicali, nuove alghe tossiche produttrici di composti palitossina-simili, quali Ostreopsis spp., si sono diffuse anche in regioni temperate, come il Mediterraneo. Le condizioni di sviluppo di queste fioriture sono legate a fattori ambientali quali irraggiamento, temperatura, concentrazione di nutrienti e alle caratteristiche biologiche delle singole specie. Per valutare il rischio reale sulla salute dell’uomo, vi è necessità di conoscere i parametri ambientali ottimali alla proliferazione delle specie, in termini di temperatura, intensità luminosa e disponibilità di nutrienti, così come di chiarire la struttura delle tossine e le condizioni che possono favorire la loro produzione. In questo studio un ceppo della dinoflagellata Ostreopsis ovata e un ceppo della dinoflagellata Prorocentrum lima sono stati coltivati in colture batch a tre diverse temperature (20°C, 25°C, 30°C) come monocolture e come colture miste. La raccolta è avvenuta nel periodo della loro presunta fase stazionaria. Le informazioni circa il comportamento delle microalghe nelle diverse colture sono state raccolte tramite calcolo del tasso di crescita, analisi del consumo di nutrienti, valutazione dell’efficienza fotosintetica, produzione di tossine. E’ stato applicato un nuovo metodo di misura per il calcolo dei biovolumi. Tra le due microalghe, O. ovata ha esibito maggiore variabilità morfologica, tassi di crescita più elevati e migliore efficienza fotosintetica, mostrando però di subire stress alla temperatura di 30°C. P. lima ha presentato tassi di crescita inferiori, incompleto utilizzo dei nitrati e minore efficienza fotosintetica, accompagnata da grande dissipazione di energia sotto forma di calore. Nelle colture miste, l’uptake più rapido di nitrati da parte di O. ovata ha fatto sì che il numero di cellule di P. lima fosse notevolmente inferiore a quello sviluppatosi nelle colture pure. Ciononostante, la produzione di acido okadaico da parte di P. lima non si è modificata in presenza di O. ovata. Il ceppo di O. ovata utilizzato è stato in grado di produrre ovatossina-a, la tossina maggiormente presente nelle cellule, e quantità circa quattro volte inferiori di ovatossine d+e, oltre a piccole quantità di palitossina putativa. Non è stato invece in grado di produrre le altre due ovatossine conoscisute, l’ovatossina-b e l’ovatossina-c. La produzione di tossine ha dimostrato di essere correlata positivamente con l’aumento della temperatura quando espressa su unità di biovolume, ed è stata inferiore nelle colture miste rispetto alle colture pure. Grazie alla maggiore capacità di crescita, al miglior utilizzo di nutrienti e alla migliore efficienza fotosintetica, O. ovata si dimostra in grado di dare origine a importanti eventi di fioritura, mentre per P. lima i parametri di crescita studiati non evidenziano questa capacità. Le analisi in corso circa la quantità di tossine emesse nel mezzo di coltura permetterano di completare il quadro delineato dal presente studio. Allo stato attuale, non si può concludere che esista attività allelopatica di una specie nei confronti dell’altra.

Clearence rates by Calanus finmarchicus and Calanus helgolandicus determined experimentally

We studied the response in development times of Calanus finmarchicus and Calanus helgolandicus to changes in temperature and food conditions. The ingestion response to temperature was determined in the laboratory, where the copepods C. finmarchicus and C. helgolandicus were fed the diatom Thalassiosira weissflogii (cultivated at 18°C-20°; 12 : 12 light :dark cycle; exponential growth). C. finmarchicus was obtained for experiments from the Gullmar fjord. C. finmarchicus was incubated at in situ temperature (5°C) until the experiments were performed. First-generation cultures were grown in the laboratory at 15°C from the eggs from the Sta. L4 females. During growth both C. finmarchicus and C. helgolandicus cultures were fed a mixture of the cryptophyte Rhodomonas salina, the diatom Thalassiosira weissflogii, and the dinoflagellate Prorocentrum minimum. Five 600-mL glass bottles containing 1400 cells mL**-1 or 5 mg chlorophyll a (Chl a) L**-1 of T. weissflogii (200 mg C) and 1-2 C. finmarchicus or C. helgolandicus copepodite stage 5 (CV) or females were incubated in darkness at series of temperatures between 1°C and 21 ± 0.5°C. Three bottles without copepods served as control. In the C. helgolandicus experiment, T. weissflogii cells were counted at the beginning and end of the experiment in the grazing bottles and controls using a Coulter CounterH (MultisizerTM 3, Beckman Coulter). In the C. finmarchicus experiment, phytoplankton reduction was determined by Chl a measurements. The reduction in phytoplankton during any of the experiments was generally below 20% and never more than 32%. Clearance rates were calculated following Harris et al. (2000).