Plastica in mare: biodiversità della plastisfera

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Abstract

La plastica costituisce la componente più abbondantedei rifiuti in ambiente marino. Le plastiche in maresono colonizzate da biofilm microbici, denominatiplastisfera, che possono comprendere patogeni,specie algali tossiche e invasive e, potenzialmente,organismi in grado di biodeteriorare e degradare leplastiche (Zettler et al. 2013). Lo scopo di questolavoro è studiare e confrontare le comunitàmicrobiche che colonizzano plastiche biodegradabilie non biodegradabili in ambiente marino. Unesperimento di esposizione di film plastici in ambientemarino portuale è stato allestito per studiare ladiversità della plastisfera di alcune plastichebiodegradabili (Mater Bi e PLA-acido polilattico) enon biodegradabili (PET-polietilene tereftalato eHDPE-polietilene ad alta densità). I film plastici sonostati immersi nel bacino La Cala di Palermo in due sitia 2 e 9 metri di profondità e prelevati dopo unaesposizione di uno e tre mesi. La biomassa microbicareclutata sulle plastiche è stata stimata al termine deidue periodi di esposizione mediante quantizzazionedel DNA totale estratto e conte vitali. La struttura delbiofilm è stata osservata attraverso microscopiaelettronica a scansione (SEM). La diversità dellacomponente coltivabile dopo tre mesi di esposizioneè stata studiata mediante isolamento su terreni dicoltura per batteri marini eterotrofi e sequenziamentodel gene 16SrRNA. La biodiversità della comunitàmicrobica totale delle plastiche esposte nel sito amaggiore profondità, meno soggette all’influenzadella luce solare, è stata analizzata dopo un mese diesposizione mediante analisi dello spaziatoreintergenico ribosomale procariotico ITS (AutomatedRibsomal Intergenic Spacer Analysis-ARISA) eanalisi metagenomica 16SrRNA (Next GenerationSequencing) dopo tre mesi di esposizione. Lepotenzialità degradative delle comunità microbichesono state valutate con analisi gravimetrica. Dopoun’esposizione di 1 e 3 mesi in ambiente marino siosserva un’elevata capacità di colonizzazionemicrobica su tutti i tipi di plastica ed una tendenzadella carica batterica ad aumentare nel tempo.L’osservazione al SEM rivela la presenza didiatomee, strutture filamentose e cellule batterichesulla superficie delle plastiche. Le plastichebiodegradabili ospitano un maggior numero di battericoltivabili ed una maggiore biomassa rispetto alle nonbiodegradabili2. Gli isolati ottenuti dopo tre mesi diesposizione sono stati affiliati ai generiPseudoalteromonas e Vibrio. L’analisi fingerprintingARISA sul DNA totale estratto dai biofilm mostra altabeta diversità tra le comunità microbiche di plastichediverse già dopo un mese di esposizione e maggiorilivelli di alfa diversità delle comunità associate alMater Bi. L’analisi metagenomica condotta sul biofilmadeso a Mater Bi e HDPE (rappresentativirispettivamente delle plastiche biodegradabili e nonbiodegradabili) dopo tre mesi di esposizione in marerivela comunità microbiche in parte differenti e unarricchimento di potenziali patogeni, in particolaredelle famiglie Vibrionaceae e Flavobacteriaceae. SulMater Bi (bioplastica a base di amido di mais e olivegetali), che dopo tre mesi di esposizione in maremostra una perdita di peso del 25% circa rispetto alpeso iniziale (Catania et al. 2019), risultaparticolarmente abbondante la famigliaCellvibrionaceae, che comprende membri in grado didegradare polisaccaridi e carboidrati complessi, qualicellulosa, agar, chitina, amido e che potrebbe avereun ruolo nella degradazione del Mater Bi in ambientemarino. I risultati mostrano che tutte le plastiche sonocolonizzate da un biofilm microbico che tende adaumentar
Original languageItalian
Title of host publicationBiodiversità 2021. Atti di convegno
Number of pages1
Publication statusPublished - 2021

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