D2.1.3.1-Report sui processi microbici ...

Nella laguna di Venezia, l’interfaccia acqua-sedimento è un ambiente estremamente attivo dal punto di vista microbico. È caratterizzato da forti gradienti di materia organica, gas (es. ossigeno) e concentrazione di inquinanti (es. metalli, tossine e contaminanti emergenti) e di microorganismi. Questa sottile “pellicola” è il cuore dell’ecosistema lagunare. Nel 2019 e 2020 sono stati svolti prelievi di sedimento stagionali con carotaggi e benne in cinque stazioni (Chioggia, Marghera, Palude della Rosa, Sacca Sessola e Tresse) con diversi livelli di pressione antropica e distribuite nei quattro sottobacini della laguna di Venezia identificati sulla base delle linee guida per l’analisi del rischio nel sedimento. Il nostro obiettivo è stato lo studio della diversità, delle dinamiche e dei processi metabolici delle comunità microbiche del primo centimetro del sedimento (Figura 1), andando a definire delle “impronte digitali microbiche” caratteristiche per le 5 stazioni lagunari. I campioni di sedimento sono stati sottoposti ad analisi routinarie (contenuto idrico, granulometria, carbonio organico totale (TOC)) ed analisi caratteristiche di ecologia microbica per la stima dell’abbondanza, la diversità ed i metabolismi microbici (con 16S rRNA metabarcoding e metagenomica, quest’ultima applicata per la prima volta nella Laguna) ed i loro flussi di carbonio organico disciolto (DOC) e di nutrienti dall’interfaccia acqua-sedimento. I nostri dati hanno contribuito alla comprensione dell’importanza dell’interfaccia acqua-sedimento nei cicli biogeochimici microbici di carbonio, nutrienti, metalli, inquinanti, antibiotici e xenobiotici dal livello di ecosistema a quello di microscala. Per quanto riguarda la diversità e i processi metabolici dei microorganismi, le comunità microbiche sono diverse nei diversi sottobacini. Presentano un’elevata biodiversità principalmente dovuta ai taxa meno abbondanti. Le caratteristiche chimiche e fisiche come la salinità, la granulometria e la concentrazione di TOC del sedimento determinano la struttura della comunità e le potenziali funzioni metaboliche. Nella prospettiva di una gestione integrata e sostenibile dei sedimenti, i nostri dati contribuiscono ad una caratterizzazione molto fine dei microrganismi, che sono alla base dell’ecosistema della laguna di Venezia. In tutte le stazioni, nello strato superiore del sedimento, sono presenti microorganismi associati a feci e liquami e potenzialmente patogeni. Questi tipi di inquinamento rappresentano un grave problema nelle aree costiere e di transizione, e una potenziale minaccia per la salute umana. Abbiamo rilevato la maggiore presenza di batteri associati alle feci a Chioggia, il sito con la maggiore contaminazione di origine urbana. Nella gestione dei sedimenti, questo implica che la loro mobilizzazione potrebbe portare queste cellule in sospensione nella colonna d’acqua e rappresentare una fonte secondaria di contaminazione. Per quanto riguarda le funzioni metaboliche potenziali, le aree cronicamente inquinate (Marghera e Tresse) sono hot spot di geni legati alla resistenza a composti tossici e agli antibiotici. Nell’ottica della gestione, la mobilitazione del sedimento da queste aree ad altre meno colpite potrebbe portare alla diffusione e all’accumulo di questi tratti genetici. In quest’ottica, la trasmissione genica tra i microrganismi può intensificare il ruolo dei sedimenti come serbatoio di geni di resistenza, complicando il già difficile controllo delle infezioni batteriche nei pesci, nei crostacei e nell’uomo. La contaminazione dei sedimenti ha effetti ampi e duraturi sulle comunità microbiche, che possono influenzare anche i livelli trofici più alti e l’intero ecosistema, compreso l’uomo. Per questo motivo, la riduzione della contaminazione dei sedimenti dovrebbe essere di primaria importanza per l’ecosistema lagunare per diminuire i potenziali rischi ambientali e per la salute.