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La Crisi Silenziosa delle Vongole di Acqua Dolce

Le vongole d'acqua dolce sono fondamentali per gli ecosistemi ma affrontano gravi minacce alla salute.

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Le cozze d'acqua dolce sono fondamentali per la salute di fiumi e torrenti. Fanno da filtri, pulendo l'acqua mangiando piccole piante e animali. Questo non solo migliora la qualità dell'acqua, ma aiuta anche a fornire nutrienti che altre creature in acqua necessitano per sopravvivere. Le cozze cambiano anche il loro ambiente, creando condizioni che giovano ai pesci e ad altre piccole creature che vivono in acqua dolce. Tuttavia, molti tipi di queste cozze sono in declino da oltre un secolo, il che solleva preoccupazioni sul loro futuro.

Declino delle specie di cozze

La varietà di specie di cozze in Nord America si è ridotta dalla fine del 1900 a un ritmo allarmante. Le cozze unionidae, un gruppo principale di cozze d'acqua dolce, sono tra le creature più in pericolo. Un numero significativo di queste specie è scomparso, e una grande parte di quelle rimaste è considerata a rischio. Cambiamenti negli habitat, inquinamento, specie invasive e malattie sembrano contribuire a questo forte declino. Alcuni cali di popolazione hanno chiari legami con la perdita di habitat, mentre altri avvengono senza motivi evidenti.

Eventi di morte improvvisa

Negli ultimi anni, ci sono stati eventi di morte improvvisa in cui molte cozze si ammalano o muoiono tutte insieme. Questi eventi si sono verificati in diverse aree degli Stati Uniti meridionali e centrali. Possono essere devastanti, portando a una rapida perdita di biodiversità e cambiamenti nella comunità di creature che vivono nei fiumi. Questi eventi di mortalità di massa spesso non vengono rilevati in tempo per intraprendere azioni, lasciando i ricercatori con informazioni limitate sulle loro cause.

Il fiume Clinch e la sua importanza

Il fiume Clinch in Virginia e Tennessee è una zona chiave per la diversità delle cozze d'acqua dolce. Ospita molte specie, comprese alcune in pericolo. Questo fiume ha vissuto eventi di mortalità di massa annuali dal 2016, rendendolo un luogo prezioso per studiare le ragioni dietro questi eventi. Durante questi eventi di mortalità, è stato trovato un gran numero di cozze morte o morenti, colpendo in particolare una specie specifica conosciuta come Pheasantshell. Questa specie un tempo era molto comune, ma ha visto un deprimente declino negli ultimi anni.

Focus della ricerca

Per capire meglio i problemi che affrontano le cozze Pheasantshell, è stato condotto uno studio analizzando la salute sia delle cozze malate che di quelle sane del fiume Clinch. L'obiettivo era vedere come le malattie potessero essere collegate a questi eventi di mortalità di massa. I ricercatori hanno esaminato le differenze nella salute e i tipi di batteri trovati nelle cozze malate rispetto a quelle sane. Hanno anche documentato i cambiamenti fisici verificatisi nelle cozze colpite da batteri specifici.

Area di studio

La ricerca si è concentrata su due siti lungo il fiume Clinch superiore. Questi siti sono stati scelti perché avevano subito eventi di mortalità continui e contenevano ancora popolazioni vitali di cozze Pheasantshell. Gli habitat in entrambi i siti erano simili, ma presentavano alcune differenze nella larghezza del fiume e nel tipo di materiali del letto fluviale.

Design dello studio

Lo studio ha coinvolto il confronto tra due gruppi di cozze: un gruppo di cozze sane allevate in un ambiente controllato e un altro gruppo di cozze selvatiche che mostrano segni di malattia. I ricercatori hanno raccolto cozze nel tempo, misurandone la dimensione e prelevando campioni per ulteriori test.

Valutazioni della salute

Per ogni cozza raccolta, i ricercatori hanno esaminato la loro salute. Hanno cercato segni evidenti di malattia, quindi hanno prelevato campioni di un fluido all'interno delle cozze noto come Emolinfa. Questo fluido è stato testato per segni di batteri e altre anomalie.

Esame patologico

Dopo la raccolta, ogni cozza è stata aperta con attenzione per studiare i suoi organi interni. I ricercatori hanno prelevato campioni da diverse parti del corpo della cozza e li hanno preparati per un'analisi dettagliata. Hanno esaminato campioni di tessuto al microscopio per controllare eventuali malattie. Questo esame si è concentrato sull'identificazione di infezioni batteriche o crescita anomala dei tessuti.

Analisi dell'emolinfa

L'emolinfa raccolta è stata anche studiata per valutare la salute delle cozze. I ricercatori hanno esaminato il fluido per la presenza di diversi tipi di cellule e segni di infezione. Questa analisi ha fornito idee sulla salute complessiva delle cozze e l'impatto potenziale delle malattie.

Test batterici

I ricercatori si sono proposti di capire i tipi di batteri presenti nelle cozze malate. Hanno prelevato campioni sia dall'emolinfa che dalle ghiandole digestive delle cozze per i test. Questo processo ha coinvolto l'estrazione del DNA dai campioni e l'uso di tecniche avanzate di sequenziamento per identificare i batteri presenti.

Risultati dello studio

I risultati hanno mostrato che un numero significativo delle cozze malate presentava segni di infezione, in particolare da un batterio specifico chiamato Yokenella regensburgei. Questo batterio è stato trovato in gran numero nelle cozze che presentavano lesioni evidenti, in particolare nodulazione emocitica e danni ai tessuti. La presenza di questo batterio era fortemente associata alle malattie osservate, suggerendo che potrebbe avere un ruolo diretto nelle morti di queste cozze.

Sintomi patologici

Molte delle cozze esaminate mostrano segni di grave afflizione, inclusa infiammazione e necrosi, specialmente in organi come la ghiandola digestiva e le branchie. I ricercatori hanno notato schemi specifici su come i batteri hanno colpito le cozze, fornendo un quadro più chiaro del processo della malattia.

Confronto tra cozze malate e sane

Nel confrontare le cozze malate con quelle sane, i ricercatori hanno osservato differenze marcate. Le cozze sane avevano bassi livelli di batteri, mentre le cozze malate mostravano spesso alti conteggi di Yokenella e altri batteri opportunisti. Questi risultati evidenziano come le cozze colpite fossero sotto stress, fornendo spunti su come le malattie possono svilupparsi nelle popolazioni di cozze d'acqua dolce.

Fattori ambientali

La ricerca ha sottolineato che le condizioni ambientali contribuiscono significativamente all'insorgenza di questi eventi di mortalità di massa. Fattori come la qualità dell'habitat, l'inquinamento dell'acqua e la presenza di specie invasive potrebbero aumentare lo stress sulle cozze, rendendole più suscettibili a infezioni.

Implicazioni per la conservazione

Capire come le malattie colpiscono le popolazioni di cozze è essenziale per la loro conservazione. I risultati di questo studio potrebbero informare le strategie di gestione per proteggere queste specie vulnerabili. Affrontando le cause sottostanti degli eventi di mortalità di massa, gli sforzi di conservazione potrebbero migliorare la salute e la sostenibilità delle popolazioni di cozze d'acqua dolce.

Direzioni future della ricerca

C'è bisogno di ulteriori ricerche per approfondire la nostra comprensione delle interazioni tra cozze, batteri e il loro ambiente. Gli studi futuri dovrebbero esplorare altri potenziali patogeni e il ruolo che potrebbero avere nella salute delle cozze. Investigare come i cambiamenti ambientali influenzano la salute delle cozze sarà anche vitale per sviluppare misure di conservazione efficaci.

Conclusione

Le cozze d'acqua dolce sono parte integrante di ecosistemi fluviali sani. Tuttavia, il declino di queste specie e l'insorgenza di eventi di mortalità di massa sollevano preoccupazioni significative. Questa ricerca evidenzia l'importanza di studiare la salute di queste cozze e le malattie che le colpiscono. Comprendere il ruolo di patogeni come Yokenella regensburgei è fondamentale per proteggere le cozze d'acqua dolce e garantire il loro futuro nei nostri fiumi e torrenti.

Fonte originale

Titolo: Multisystemic inflammatory disease in Pheasantshell (Unionidae, Actinonaias pectorosa) associated with Yokenella regensburgei infection at sites experiencing seasonal mass mortality events

Estratto: Freshwater mussels are integral components of riverine ecosystems, influencing water quality, nutrient cycling, and habitat characteristics. Enigmatic freshwater mussel declines, often characterized by sudden mass mortality events, pose significant challenges to conservation efforts. The Clinch River, a freshwater biodiversity hotspot, has experienced several enigmatic mass mortality events since 2016. Studies have reported bacteria associated with moribund Pheasantshell (Actinonaias pectorosa) during mortality events in the Clinch River, specifically Yokenella regensburgei. Despite reports of bacterial infection, little is known about their role as pathogens. Through a multiyear case-control study, combining in-situ experiments, field surveys, histology, bacterial isolation, and high-throughput sequencing, we assessed the role of bacteria in Pheasantshell (Actinonais pectorosa) mortality at two sites in the Clinch River. Between May 2021 and December 2023, we collected 29 wild moribund free-living A. pectorosa and 68 hatchery-reared A. pectorosa maintained in silos at the same sites and investigated differences in pathology and microbiology between groups. No silo mussels presented clinical signs of disease, or gross or microscopic lesions associated with pathological conditions leading to mortality. Our findings reveal a significant association between Yokenella regensburgei and severe multisystemic and multifocal infiltrative hemocytosis with necrosis, consistent with sepsis. Lesions associated with yokenellosis were of sufficient severity and physiological significance to explain mortality in infected hosts. Although our study does not explain the cause of these infections, it confirms that mussels at our study sites are ultimately dying from an infectious disease and that Y. regensburgei can be pathogenic in free-living mussels. Our results underscore the importance of considering bacterial diseases in wild mussel populations and emphasize the need for further research to elucidate the epidemiology and pathogenicity of Y. regensburgei. Overall, our study highlights the importance of integrated approaches combining pathology, microbiology, and epidemiology in freshwater mussel conservation efforts.

Autori: Jeronimo Gomes Da Silva Neto, R. H. Hardman, A. C. Engman, G. R. Dinkins, T. Lane, M. M. Fry, C. R. Rines, A. Bisenieks, S. Rajeev, M. M. Dennis

Ultimo aggiornamento: 2024-03-16 00:00:00

Lingua: English

URL di origine: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.03.14.585088

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.03.14.585088.full.pdf

Licenza: https://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/

Modifiche: Questa sintesi è stata creata con l'assistenza di AI e potrebbe presentare delle imprecisioni. Per informazioni accurate, consultare i documenti originali collegati qui.

Si ringrazia biorxiv per l'utilizzo della sua interoperabilità ad accesso aperto.

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