RISPOSTE BIOLOGICHE E ADATTAMENTO DI SPECIE MARINE DI INTERESSE COMMERCIALE AGLI IMPATTI ANTROPICI E AGLI STRESS AMBIENTALI

Marine ecosystems, including lagoons, are facing environmental changes induced from human activities mainly related to the industry, agriculture, tourism and urbanization. The Venice lagoon represents an excellent study case due to the severe impact of anthropogenically driven pressures, in particular of the climate change and chemical pollution. These factors may compromise its ecological quality status and also the economy based on the use of marine resources, such as shellfish industry. In this regard, the Lagoon of Venice is a high productive area of edible mollusk species in particular of the Mediterranean mussel Mytilus galloprovincialis and the Manila clam Ruditapes philippinarum, whose annual production, in particular of the latter, showed a strong decreasing following the frequent mass mortality events occurred in the last years. Overall considered, the present Ph.D. thesis collects studies aimed i) to investigate and define through a multidisciplinary approach the main environmental factors influencing the health of clams farmed in different sites of the Venice Lagoon; ii) to investigate in controlled conditions the responses of bivalve species of commercial interest to different contaminants of emerging concern; iii) to develop a tool able to include transcriptomic data in the multidisciplinary environmental risk assessment. Results obtained by the in-field survey highlighted major criticalities in farming areas located close to Chioggia inlet. In particular, clams farmed in these sites showed highest mortality rate probably due to the higher salinity, exposure to pollutants and the spread of opportunistic pathogens. The application of transcriptomic analyses in studies investigating the effects of contaminant of emerging concern allowed to obtain new information on possible Mode of Action and on their related environmental risks. First, the new generation Perfluoroalkyl substance C6O4 showed similar effects to PFOA on the clams’ health, suggesting that this compound does not reduce the environmental risk associated to the traditional PFAS. A second study highlighted the ability of the fragrance Amyl salicylate to cause toxicity in mussels even at concentrations lower that those detected in Venice lagoon water column. Thirdly, the chemical risk associated to the tire-plastics contamination was also highlighted following evidences of the impairment of several molecular pathways in adults and in oocytes of oysters (Crassostrea gigas) of treatments with both tire particles and related leachates. Lastly, the hazard of the drug carbamazepine on mussels’ health seemed generally increased in condition of reduced water pH. To conclude, a quantitative index able to summarize complex transcriptomic data in a transcriptomic hazard index to be included in a Weight of Evidence (WoE) approach was also developed.

L'inquinamento e il cambiamento climatico sono tra le principali problematiche che investono gli ecosistemi marini, inclusi gli ambienti lagunari. La Laguna di Venezia rappresenta un caso emblematico di area estremamente esposta a tali pressioni, principalmente derivanti da attività antropiche come l’agricoltura, l’industria e l’urbanizzazione. Esse possono avere conseguenze sul normale equilibrio ecologico della laguna nonché sulle attività produttive basate sulle risorse marine, come l'industria della molluschicoltura. Infatti, la Laguna di Venezia è una delle principali aree europee per l’allevamento di molluschi bivalvi edibili in particolare del mitilo mediterraneo (Mytilus galloprovincialis) e della vongola filippina (Ruditapes philippinarum), la quale, a seguito degli indotti cambiamenti ambientali, è stata soggetta negli anni a eventi di mortalità di massa con una consequente drastica diminuzione della sua produzione. Tuttociò considerato, il presente lavoro di tesi propone diversi studi che hanno avuto come obiettivi quelli di i) valutare i principali drivers ambientali che influenzano la salute delle vongole allevate in diversi siti della Laguna di Venezia, ii) indagare le risposte biologiche di organismi bivalvi di interesse commerciale a diverse classi di contaminanti emergenti e iii) sviluppare uno strumento in grado di sintetizzare i complessi dati trascrittomici in un indice, il quale potrà essere integrato nella Valutazione del Rischio Ambientale. I risultati ottenuti dal monitoraggio delle vongole allevate per un anno in diverse aree della Laguna di Venezia hanno evidenziato importanti criticità nei siti situati in prossimità della bocca di porto di Chioggia. In particolare, le vongole di questi allevamenti hanno mostrato un tasso di mortalità più elevato rispetto alle altre, probabilmente a causa della maggiore salinità dell’acqua, dell'esposizione ad agenti inquinanti e della diffusione di patogeni opportunisti. L’applicazione delle analisi trascrittomiche negli studi sui contaminanti emergenti ha fornito nuove e rilevanti informazioni sulla modalità d'azione dei composti testati e il relativo rischio ambientale. Nel dettaglio, per la prima volta è stato indagato il pericolo relativo al PFAS di nuova generazione C6O4, che, mostrando effetti simili al PFOA sulle vongole, non sembra ridurre il rischio ambientale associato ai tradizionali PFAS. Inoltre sono stati osservati degli effetti tossici della fragranza Amil salicilato sulle cozze, anche a concentrazioni ambientali inferiori di quelle rilevate in ambiente lagunare. Nello studio riguardante la contaminazione da microplastiche, sono state riscontrate risposte molecolari simili nelle ostriche trattate con particelle di pneumatico e con il loro relativo percolato, e nei loro ovociti, sottolineando il potenziale rischio chimico associato a tali contaminanti. In fine, il rischio relativo al farmaco carbamazepina testato sulle cozze risulta generalmente maggiore quando tale sostanza agisce in sinergia con l’abbassamento dei valori di pH dell’acqua. In conclusione, è stato sviluppato un indice quantitativo in grado di sintetizzare i complessi dati trascrittomici e da integrare l’approccio Weight of Evidence per la Valutazione del Rischio Ambientale.