Distribuzione nei fiumi liguri e preferenze ecologiche di Achnanthidium delmontii, una diatomea a carattere invasivo

Achnanthidium delmontii is a diatom (Bacillariophyceae) described first in France in 2012, observed in many watercourses in northwestern Italy, and recently found in many European countries. A. delmontii was first detected in Ligurian samples in 2013: its rapid expansion in the hydrographic reticulum and its dominance within communities outline an ecological profile typical of aquatic invasive species (IAS). This study involves a 12-year long survey (2008-2020) as part of the monitoring programmes conducted by ARPA Liguria in collaboration with UNITO, in the context of the application of the Water Framework Directive (WFD: EC 2000/6). The aims of this study are to investigate: 1) whether the presence of A. delmontii in the monitored sampling sites is significantly correlated with its presence in the upper sections of the reticulum and/or in previous sampling campaigns; 2) the environmental conditions that favour the proliferation of A. delmontii in Mediterranean rivers, considering for the first time the hydromorphological characteristics; 3) the autoecological preferences of A. delmontii in the studied area. A. delmontii also displays morphological and ecological characteristics very similar to Achnanthidium pyrenaicum, an autochthonous diatom in Liguria; this thesis obtains more robust data on the distribution of these two species, and it highlights possible niche overlaps. The results of the used statistical model show that pH, temperature, and agricultural land use significantly influence the distribution of A. delmontii. The analysis of ecological optima shows that A. delmontii prefers alkaline pH, medium to high conductivities, and a temperature optimum of 17°C, in agreement with the literature. However, it was found in the present work that A. delmontii prefers concentrations of total phosphorus and nitrate lower than those indicated in the literature. These characteristics confirm that this species is a generalist and can be found in waters from oligotrophic to eutrophic. A. delmontii is also resistant to all environmental changes induced by extreme flow variations, but it is not a pioneer species; moreover, it is favoured by the presence of dams in the reticulum with an intermediate impact, and it is disadvantaged by hydropeaking events. In our study area, A.delmontii colonised initially the downstream stations and then moved up the river over time, spreading and reaching the upper sections of the basin; in these communities the species has not yet stabilised. A. delmontii and A. pyrenaicum partially overlap their ecological niches; a partial or total substitution by A. delmontii of the native species has been observed in the most compromised contexts. Consequently, in a changing environment, the protection of habitat integrity in all its components is the best strategy against the arrival and spread of allochthonous species.

Achnanthidium delmontii è una diatomea (Bacillariophyceae), descritta per la prima volta in Francia nel 2012, osservata in molti corsi d’acqua dell’Italia nord-occidentale e recentemente rinvenuta in molti Paesi europei. A. delmontii è stata segnalata per la prima volta in campioni liguri nel 2013: la sua rapida espansione nel reticolo idrografico e la sua dominanza all’interno delle comunità delineano un profilo ecologico tipico delle specie invasive acquatiche (IAS). Lo studio in questione comprende un'indagine durata 12 anni (2008-2020) nell'ambito dei programmi di monitoraggio condotti da ARPA Liguria in collaborazione con UNITO, nell’ambito dell’applicazione della Direttiva Quadro sulle Acque (WFD: EC 2000/6). Questo studio si è proposto di indagare: 1) se la presenza di A. delmontii nei siti di campionamento monitorati fosse significativamente correlata alla sua presenza nelle sezioni superiori del reticolo e/o nelle campagne di prelievo precedenti; 2) le condizioni ambientali che favoriscono la proliferazione di A. delmontii nei fiumi mediterranei, considerando per la prima volta le caratteristiche idromorfologiche; 3) le preferenze autoecologiche di A. delmontii nell'area studiata. A. delmontii presenta inoltre caratteristiche morfologiche ed ecologiche molto simili ad Achnanthidium pyrenaicum, una diatomea autoctona in Liguria; il presente lavoro di tesi ha permesso di ottenere dati maggiormente robusti in merito alla distribuzione di queste due specie e di evidenziare eventuali sovrapposizioni di nicchia. Dai risultati del modello statistico utilizzato si evince come il pH, la temperatura e l’uso del suolo agricolo influiscano significativamente sulla distribuzione di A. delmontii. Dall’analisi degli optima ecologici si evince che A. delmontii predilige pH alcalini, conducibilità medio-alte e un optimum di temperatura di17°C, in accordo con la letteratura. Tuttavia nel presente lavoro è emerso come A. delmontii prediliga concentrazioni più basse di fosforo totale e nitrati rispetto a quelle indicate in letteratura. Tali caratteristiche confermano come questa specie sia generalista e si possa trovare in acque da oligotrofiche a eutrofiche. A. delmontii risulta inoltre resistente a tutti i cambiamenti ambientali indotti da variazioni estreme di flusso, tuttavia non è una specie pioniera, inoltre risulta favorita dalla presenza di dighe nel reticolo con impatto intermedio, ma sfavorita dagli eventi di hydropeaking. Nella nostra area di studio A.delmontii ha colonizzato dapprima le stazioni a valle per poi risalire nel tempo lungo il fiume, diffondendosi e raggiungendo i tratti superiori del bacino; in tali comunità la specie non si è ancora stabilizzata. A. delmontii e A. pyrenaicum sovrappongono parzialmente le loro nicchie ecologiche; nei contesti più compromessi si è osservata una sostituzione parziale o totale da parte di A. delmontii della specie nativa. Di conseguenza in un’ottica di cambiamenti locali e globali, la tutela dell’integrità degli habitat in tutte le loro componenti è la migliore strategia contro l’arrivo e la diffusione di specie alloctone.