The metazoan parasite infracommunities of flounders as indicators of environmental impact in the southern Gulf of Mexico: taxonomic and functional approaches

Sintesi Tecnica: Infracomunità di Parassiti Metazoi dei Flounder come Indicatori dell'Impatto Ambientale nel Golfo del Messico Meridionale

Problematica
Gli ecosistemi marini affrontano una pressione crescente da parte di inquinanti antropogenici, inclusi idrocarburi, metalli pesosi e deflusso agricolo, che alterano la composizione delle comunità e i servizi ecosistemici. Mentre gli organismi a vita libera sono i bioindicatori tradizionali, i parassiti marini sono sempre più riconosciuti come robusti indicatori della salute ambientale grazie alla loro sensibilità agli stress e al loro ruolo nei processi ecosistemici. Tuttavia, esiste una sfida pratica per gli ecologi dei parassiti: confrontare le comunità di parassiti attraverso vaste distanze geografiche (migliaia di chilometri) è difficile utilizzando le classiche metriche della diversità tassonomica (composizione delle specie e abbondanza relativa) a causa dell'influenza della distanza geografica e dell'autocorrelazione spaziale. Inoltre, l'utilità dei tratti funzionali e degli indici di diversità funzionale come bioindicatori nella parassitologia ambientale rimane poco esplorata. Questo studio affronta la necessità di valutare se gli approcci tassonomici e funzionali possano servire efficacemente come bioindicatori dell'impatto ambientale in regioni distinte del Golfo del Messico meridionale (sGoM) con diversi livelli di estrazione petrolifera e inquinamento.

Metodologia
Lo studio ha valutato le infracomunità di parassiti metazoi di due specie di pesci piatti, la sogliola (Syacium gunteri) e la sogliola scura (Syacium papillosum), raccolte durante 13 crociere oceanografiche tra il 2015 e il 2018. Il campionamento è avvenuto in tre regioni distinte:

1. Yucatan Shelf (YS): Una regione priva di estrazione petrolifera, caratterizzata da naturali sbocchi di idrocarburi e forti correnti oceanografiche.
2. Campeche Sound (CS): Una regione con un'elevata attività di estrazione petrolifera (da 250.000 a 1,4 milioni di barili annui).
3. Tamaulipas–Veracruz (TV): Una regione con naturali sbocchi di petrolio ed esposizione a deflussi inquinati provenienti dal Río Grande.

I ricercatori hanno raccolto 398 pesci e 57 taxa di parassiti metazoi. Parallelamente al campionamento biologico, sono state misurate 32 variabili ambientali, inclusi parametri fisico-chimici (ossigeno, salinità, pH, nutrienti), idrocarburi (alifatici, policiclici aromatici, totali) e metalli pesanti sia nell'acqua che nei sedimenti.

L'analisi ha impiegato un approccio multifacettato:

• Metriche Tassonomiche: I parassiti sono stati categorizzati in specie core, intermedie e satelliti in base alla prevalenza e all'abbondanza.
• Tratti Funzionali: Sette categorie di tratti sono state definite per ogni specie di parassita: tegumento corporeo, ciclo vitale, modalità di trasmissione, modalità di alimentazione, stadio vitale, specificità dell'ospite e organi di ancoraggio.
• Indici di Diversità Funzionale: La ricchezza funzionale (FR), l'equità funzionale (FEve) e la divergenza funzionale (FDiv) sono state calcolate a livello di infracomunità.
• Analisi Statistica: L'Analisi di Ridondanza (RDA) è stata utilizzata per determinare le associazioni statistiche tra le metriche dei parassiti (variabili dipendenti) e le variabili ambientali/spaziali/temporali (variabili indipendenti). Per affrontare l'autocorrelazione spaziale, sono stati generati i Mappe di Autovettori di Moran (MEMs). L'autocorrelazione temporale è stata controllata includendo le date delle crociere come covariate. La partizione della varianza è stata utilizzata per quantificare il contributo dei fattori ambientali, spaziali e temporali.

Risultati Chiave

• Pool di Parassiti e Metriche: Le due specie ospiti condividono un pool simile di parassiti in tutto il sGoM, esibendo un modello nidificato in cui la fauna parassitaria di S. gunteri è un sottoinsieme di quella di S. papillosum. Lo Yucatan Shelf (YS) ha presentato la più alta ricchezza di specie e abbondanza individuale, suggerendo un ecosistema sano. Al contrario, il Campeche Sound (CS) ha mostrato indici di diversità di Brillouin significativamente inferiori rispetto a YS e TV.
• Varianza Spiegata (Approccio Tassonomico): L'associazione statistica tra le metriche tassonomiche (specie core, intermedie, satelliti) e le variabili ambientali ha spiegato la maggiore quantità di varianza nel Campeche Sound (61,30%), seguito da Tamaulipas–Veracruz (46,10%) e dall'analisi globale (54,20%). Lo Yucatan Shelf ha mostrato la varianza spiegata più bassa (22,80%). In CS, le specie core hanno mostrato associazioni negative con i metalli pesanti (piombo, nichel) e associazioni positive con il carbonio organico e i nutrienti.
• Varianza Spiegata (Approccio Funzionale): Gli indici di diversità e i tratti funzionali hanno mostrato associazioni significative, in particolare in CS (39,50% per gli indici; 47,60% per i tratti). L'equità funzionale è stata l'indice più significativo a livello globale. In CS, i tratti funzionali (es. tegumento duro, modalità di alimentazione da predatore) sono stati associati positivamente a inquinanti come il piombo e la temperatura, mentre i parassiti dal corpo morbido e assorbente sono stati associati negativamente ai metalli pesanti.
• Differenze Regionali: Lo studio ha rilevato che il potere esplicativo delle variabili ambientali sulle metriche dei parassiti è stato più forte nella regione con attiva estrazione petrolifera (CS). In YS, l'influenza delle correnti oceanografiche sembra abbia omogeneizzato le variabili ambientali, riducendo la varianza spiegata dalle metriche di inquinamento locale. In TV, la presenza di sbocchi di petrolio e deflussi fluviali ha creato un profilo di inquinamento distinto che ha influenzato anche le metriche dei parassiti, sebbene i campioni per S. gunteri fossero limitati.

Significatività e Rivendicazioni
L'articolo sostiene che le infracomunità di parassiti metazoi siano bioindicatori efficaci dell'impatto ambientale, particolarmente in regioni con alto stress antropogenico come l'estrazione petrolifera. Lo studio supporta l'ipotesi che l'entità della varianza spiegata dai fattori ambientali sulle metriche dei parassiti sia maggiore nelle regioni colpite (CS) rispetto a quelle meno colpite (YS).

I contributi chiave includono:

1. Validazione degli Approcci Funzionali: Lo studio dimostra che i tratti funzionali e gli indici di diversità possono servire come bioindicatori efficaci, offrendo potenzialmente un'alternativa più rapida e meno dispendiosa di risorse rispetto all'identificazione tassonomica dettagliata per le valutazioni ambientali.
2. Equivalenza Tassonomico-Funzionale: Gli autori propongono che gli indici di diversità tassonomica (specie core, intermedie, satelliti) possano funzionare come indicatori funzionali quando basati sulla caratterizzazione delle morfo-specie, poiché queste categorie riflettono specifiche strategie del ciclo vitale e risposte ecologiche agli stress ambientali.
3. Raffinatezza Metodologica: Incorporando le variabili spaziali (MEMs) e temporali nell'RDA, lo studio ha migliorato la percentuale di varianza spiegata rispetto agli studi precedenti che omettevano tali fattori, fornendo un quadro più robusto per l'analisi delle relazioni parassiti-ambiente su grandi scale spaziali.
4. Baseline Regionale: La ricerca stabilisce una linea di base per le comunità di parassiti nella regione di Tamaulipas, un'area precedentemente inesplorata per i parassiti metazoi dei flounder, permettendo confronti più ampi in tutto il sGoM.

Gli autori concludono che, per gli studi ambientali a livello di infracomunità, si raccomanda un approccio combinato che utilizzi indici di diversità tassonomica, funzionale e di tratti funzionali. Essi sottolineano che, sebbene i tratti funzionali offrano efficienza, la loro performance varia per regione, essendo più robusta nelle aree con alto impatto ambientale come il Campeche Sound.