Studio e valutazione delle patologie che colpiscono gli antozoi nelle Aree Marine Protette di Portofino e Bergeggi

Due to their biodiversity, Mediterranean Marine Animal Forests are among the most ecologically and structurally important marine habitats. Nonetheless, these benthic communities face unprecedented challenges due to climate change, human activities, and emerging contaminants. This project aimed to evaluate the health status of Mediterranean anthozoans in the Marine Protected Areas (MPAs) of Bergeggi and Portofino, focusing on the primary stressors and potential solutions for conserving these essential ecosystems. Several studies on climate change have clearly stated the effects of thermal stress on the Mediterranean, as rising sea surface temperatures resulted in increasingly frequent marine heatwaves triggering mass mortality events within the benthic communities. Histopathological analyses conducted on three key gorgonian species (Paramuricea clavata, Eunicella cavolini, and Leptogorgia sarmentosa) showed distinct patterns of tissue damage, such as exposed axial skeletons and necrosis. Particularly interesting was the presence of ciliates in the gastrodermis of E. cavolini, suggesting a previously underexplored interplay between thermal stress and disease processes. Additional studies will uncover the role of pathogens and environmental factors on mass mortality events and disease dynamics in Mediterranean anthozoans. Moreover, this study provided one of the first assessments of anthozoan contamination by emerging pollutants, such as phthalic acid esters, active pharmaceutical ingredients, and UV filter compounds in the Mediterranean region. Utilizing solid-phase microextraction (SPME) and liquid chromatography coupled with tandem mass spectrometry (LC-MS/MS), this study documented their occurrence in four key anthozoan species: Cladocora caespitosa, Madracis pharensis, Eunicella cavolini, and Parazoanthus axinellae. Additionally, the presence of UV filters in Paramuricea clavata within and outside the Portofino MPA was investigated, confirming its potential for bioaccumulation. All specimens showed signs of contamination, with bioaccumulation levels varying according to species, environmental conditions, and life stages. The higher levels of UV filters outside MPAs were particularly interesting, highlighting their potential role in mitigating pollution. Although all contaminants were detected at low concentrations, the results suggest a risk of bioaccumulation due to their environmental persistence, underscoring the need for further research to understand their long-term effects on Mediterranean benthic communities. Recognizing the urgency of protecting these habitats, the project also explored innovative solutions for coral restoration, as traditional techniques often rely on materials that can exacerbate environmental harm. Therefore, a novel, biodegradable coral putty from epoxidized soybean oil acrylate (ESOA) and zein has been designed and tested as an eco-friendly alternative to conventional epoxies and concretes. It showed quick underwater hardening and biocompatibility, proving highly effective for coral transplantation. Its successful application in the Maldives confirmed the material efficiency, offering a sustainable method for reducing ecological footprints of restoration, paving the way for similar efforts with Mediterranean anthozoans. Ultimately, this project, combining studies on the major impacts with the development of innovative solutions, underscored the importance of a multidisciplinary approach in protecting these ecosystems and buying time for them to recover and adapt to the increasing environmental pressures, preserving the unique marine biodiversity of the Mediterranean and its fundamental ecological functions.

Le foreste animali marine del Mediterraneo rappresentano uno degli habitat marini più rilevanti dal punto di vista ecologico e strutturale grazie all’elevata biodiversità. Tuttavia, queste sono sempre più minacciate da cambiamento climatico, attività antropiche e contaminanti emergenti. Per questo il progetto si propone di valutare lo stato di salute degli antozoi nelle Aree Marine Protette (AMP) di Bergeggi e Portofino concentrandosi sui principali fattori di stress per contribuire allo sviluppo di soluzioni efficaci per la conservazione di questi essenziali ecosistemi. Diversi studi riportano l'aumento delle temperature causato dallo stress termico che ha portato a ondate di calore sempre più frequenti, con conseguenti eventi di mortalità di massa nelle comunità bentoniche. Analisi istopatologiche condotte su tre specie chiave di gorgonie (Paramuricea clavata, Eunicella cavolini e Leptogorgia sarmentosa) hanno rivelato danni tissutali, tra cui esposizione dello scheletro assiale e necrosi. Particolarmente rilevante è stata l’osservazione di ciliati nel gastroderma di E. cavolini che suggerisce una potenziale relazione tra stress termico e processi patologici precedentemente trascurata. Ulteriori studi potranno approfondire il ruolo di patogeni e fattori ambientali sui fenomeni di mortalità di massa e sulle dinamiche delle malattie di antozoi mediterranei. Inoltre, lo studio riporta uno dei primi report di contaminazione da inquinanti emergenti, come esteri dell’acido ftalico, ingredienti farmaceutici attivi e filtri UV in antozoi nel Mediterraneo. Utilizzando tecniche di microestrazione in fase solida (SPME) e cromatografia liquida accoppiata a spettrometria di massa tandem (LC-MS/MS), è stata documentata la loro presenza in quattro specie chiave di antozoi: Cladocora caespitosa, Madracis pharensis, Eunicella cavolini e Parazoanthus axinellae. Inoltre, è stata esaminata la presenza di filtri UV in Paramuricea clavata dentro e fuori l’AMP di Portofino, confermandone il potenziale accumulo. Tutti i campioni analizzati hanno mostrato segni di contaminazione con livelli di bioaccumulo variabili in base alle specie, condizioni ambientali e fasi di vita. Interessante da notare sono i livelli di filtri UV più elevati al di fuori dell’AMP che suggeriscono un potenziale ruolo protettivo di queste aree nel mitigare l’inquinamento. Sebbene i contaminanti siano stati rilevati a basse concentrazioni, i risultati suggeriscono un rischio di bioaccumulo a causa della loro persistenza ambientale, mettendo in evidenza la necessità di ulteriori studi per comprenderne gli effetti a lungo termine sulle comunità bentoniche mediterranee. Riconoscendo l’importanza di proteggere questi habitat, il progetto ha esplorato soluzioni innovative per il restauro corallino. Le tecniche tradizionali, infatti, fanno uso di materiali potenzialmente inquinanti. Per questo è stata sviluppata e testata una nuova pasta biodegradabile a base di acrilato di olio di soia epossidato (ESOA) e zeina come alternativa ecologica alle resine epossidiche e ai cementi convenzionali. Essa si è dimostrata biocompatibile e in grado di indurirsi rapidamente sott’acqua, risultando altamente efficace per il trapianto di coralli. L’applicazione di successo alle Maldive ha confermato l’efficienza del materiale, rivelandosi una soluzione sostenibile in grado di ridurre l’impronta ecologica delle attività di restauro, aprendo la strada a interventi analoghi per gli antozoi nel Mediterraneo. Perciò, il progetto, sfruttando una combinazione di studi sui maggiori impatti con lo sviluppo di soluzioni innovative, ha evidenziato l’importanza di un approccio multidisciplinare nella protezione di questi ecosistemi, volto a guadagnare tempo per consentirne l'adattamento e ripresa a fronte di crescenti pressioni ambientali, al fine di preservare la biodiversità marina unica del Mediterraneo e le sue fondamentali funzioni ecologiche.