Specie ingegnere dell'ecosistema nel Mar Adriatico settentrionale: studio della comunità macrofaunistica associata ai bivalvi pinnidi per valutarne il ruolo ecologico come biocostruttori

The process of ecosystem engineering is widespread in the marine environment and is carried out by a variety of organisms known as "ecosystem engineers". These engineers play a crucial role in changing their environment and creating new habitats that provide new ecological niches. As a result, they facilitate the settlement and aggregation of a variety of species, which ultimately increases local biodiversity. Among the best-known ecosystem engineers are bivalve molluscs. They have the ability to aggregate and form biogenic structures such as mussel beds or oyster reefs. However, they can also live individually and provide a suitable hard substrate for colonisation by numerous benthic organisms, both sessile and mobile, leading to the formation of rich and diverse communities. This applies to the bivalves belonging to the family Pinnidae, which in the Mediterranean region include the two genera Atrina and Pinna. The ecological role of these bivalves as ecosystem engineers has received relatively little attention compared to mussels and oysters. The aim of this PhD thesis is to shed light on this iconic family of bivalves and to investigate their ecological role as ecosystem engineers. This was achieved in particular through a study of the macrofaunal community associated with the two most important Mediterranean species: the well-known endemic species Pinna nobilis and the less studied Atrina fragilis. The first part of this doctoral dissertation focuses on the study of the epibenthic community associated with Pinna nobilis, with the aim of assessing what remains of its ecological role after a mass mortality resulting from a major epidemic event. Numerous monitoring efforts conducted after this event in the northern Adriatic Sea and, in particular, in the Gulf of Trieste, have shown that the deceased shells of Pinna nobilis, which remained structurally intact and firmly anchored in the sediment, serve as suitable hard substrate for a variety of epibenthic species. This study involved direct sampling of the dead shells and careful taxonomic analysis to identify the entire community. The second part aims to assess the macrofaunal community associated with the pinnid Atrina fragilis, an Atlantic-Mediterranean species that is highly threatened by trawling and relatively little studied due to its distribution at greater depths in hard-to-reach areas. Therefore, this study conducted in the Gulf of Venice (northern Adriatic Sea) required the use of a Remotely Operated Vehicle (ROV), proven to be a valuable tool for collecting and providing extensive video and image data. The ultimate goal of this study is to highlight the ecological role of Atrina fragilis as an ecosystem engineer and to increase our knowledge by providing new data and information for the Mediterranean region. In general, this doctoral thesis attempts to provide a more comprehensive understanding of the macrofaunal communities of Pinna nobilis and Atrina fragilis, which has been achieved through the application of various research methods. However, the results obtained indicate that both species play a similar ecological role despite their different distribution and occupied ecosystem.

Il processo di ingegneria degli ecosistemi è diffuso nell'ambiente marino ed è messo in atto da una varietà di organismi noti come "ingegneri degli ecosistemi". Questi ingegneri svolgono un ruolo cruciale nel modificare il proprio ambiente e creare nuovi habitat che forniscono nuove nicchie ecologiche. Di conseguenza, facilitano l'insediamento e l'aggregazione di una varietà di specie, aumentando infine la biodiversità locale. Tra i più noti ingegneri degli ecosistemi ci sono i molluschi bivalvi. Hanno la capacità di aggregarsi e formare strutture biogene come letti di cozze o barriere di ostriche. Tuttavia, possono anche vivere individualmente e fornire un substrato solido adatto per la colonizzazione da parte di numerosi organismi bentonici, sia fissi che mobili, portando alla formazione di comunità ricche e diverse. Questo vale per i bivalvi appartenenti alla famiglia Pinnidae, che nella regione mediterranea includono i due generi Atrina e Pinna. Il ruolo ecologico di questi bivalvi come ingegneri degli ecosistemi ha ricevuto relativamente poca attenzione rispetto alle cozze e alle ostriche. L'obiettivo di questa tesi di dottorato è far luce su questa iconica famiglia di bivalvi e indagare il loro ruolo ecologico come ingegneri degli ecosistemi. Questo è stato ottenuto in particolare attraverso uno studio della comunità macrofaunistica associata alle due specie mediterranee più importanti: la ben nota specie endemica Pinna nobilis e la meno studiata Atrina fragilis. La prima parte di questa tesi di dottorato si concentra sullo studio della comunità epibentonica associata a Pinna nobilis, con l'obiettivo di valutare ciò che rimane del suo ruolo ecologico dopo una massiccia mortalità dovuta a un importante evento epidemico. Numerosi sforzi di monitoraggio condotti dopo questo evento nel Mar Adriatico settentrionale e, in particolare, nel Golfo di Trieste, hanno mostrato che le conchiglie vuote di Pinna nobilis, rimaste strutturalmente integre e saldamente ancorate nel sedimento, servono da substrato solido adatto per una varietà di specie epibentoniche. Questo studio ha coinvolto il campionamento diretto delle conchiglie vuote e un'attenta analisi tassonomica per identificare l'intera comunità. La seconda parte mira a valutare la comunità macrofaunistica associata al pinnide Atrina fragilis, una specie atlantico-mediterranea gravemente minacciata dalla pesca a strascico e relativamente poco studiata a causa della sua distribuzione a profondità maggiori in aree di difficile accesso. Pertanto, questo studio condotto nel Golfo di Venezia (Mar Adriatico settentrionale) ha richiesto l'uso di un Veicolo Operato a Distanza (ROV), dimostratosi uno strumento prezioso per la raccolta e la fornitura di numerosi dati video e immagini. L'obiettivo finale di questo studio è mettere in evidenza il ruolo ecologico di Atrina fragilis come ingegnere dell'ecosistema e aumentare la nostra conoscenza fornendo nuovi dati e informazioni per la regione mediterranea. In generale, questa tesi di dottorato cerca di fornire una comprensione più completa delle comunità macrofaunistiche di Pinna nobilis e Atrina fragilis, che è stata ottenuta attraverso l'applicazione di vari metodi di ricerca. Tuttavia, i risultati ottenuti indicano che entrambe le specie svolgono un ruolo ecologico simile nonostante la loro diversa distribuzione e l'ecosistema occupato.