Contributo allo studio del chimismo degli otoliti di Dicentrarchus labrax di allevamento : l’otolite come possibile tracciante ambientale

Abstract

In questo lavoro è stata studiata la composizione chimica di otoliti di Dicentrarchus labrax di allevamento al fine di verificare il possibile impiego degli otoliti come traccianti ambientali. Gli esemplari sono stati campionati da due allevamenti siciliani con caratteristiche diverse: l’allevamento “Ittica di Trappeto” situato nel Golfo di Castellammare (costa Nord) e l’allevamento “Sicilttica” di Licata (costa sud). Il primo è un tipo di allevamento off-shore in cui le gabbie sono poste lontano dalla costa e soggette ad un elevato idrodinamismo. Al contrario, il secondo impianto è di tipo in-shore in cui le gabbie si trovano all’interno dell’area portuale in cui il ricambio di acqua è sicuramente molto più limitato. In particolare, tramite ICP-AES (Inductively Coupled plasma Atomic Emission Spettrometry) sono state determinate le concentrazioni dei seguenti elementi: Sr, Fe, Mg, Ba, Cd, Mn e Zn; e tramite ICP-MS (Inductively Coupled plasma Mass Spectrometry) il gruppo dei Lantanidi (La,Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Gy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu). Inoltre sono stati analizzati campioni d’acqua e di mangime prelevati nei due allevamenti. I risultati mostrano che le concentrazioni di Sr all’interno degli otoliti non differiscono significativamente nelle spigole dei due allevamenti distribuendosi in un simile intervallo. Fe, Mg, Mn e Cd mostrano invece concentrazioni maggiori a Licata mentre lo Zn è l’unico elemento che registra valori superiori negli otoliti dell’allevamento di Trappeto. L’analisi chimica dei mangimi mostra una maggiore concentrazione di Fe, Mg, Mn e Zn nei campioni di Licata. Le acque di Trappeto risultano arricchite soprattutto in Fe e Zn rispetto a quelle di Licata. Dai risultati ottenuti si può ipotizzare che il fenomeno di uptake degli elementi Fe, Mg, Mn e Cd all’interno degli otoliti sia influenzato sia alla elevata concentrazione degli stessi nell’acqua di mare o nei mangimi utilizzati e da possibili variazioni tipo endogeno dovuta all’eccessivo tasso metabolico nei pesci allevati. Tutti gli elementi studiati, tranne lo Sr sembrerebbero quindi essere influenzati dai parametri chimico-fisici che regolano le masse d’acqua all’interno dell’allevamento. Diversamente, la distribuzione di Sr all’interno dell’otolite, è probabilmente principalmente controllata dalla preferenziale incorporazione nei siti del Ca e quindi alla struttura dell’aragonite. L’ elevata concentrazione di Zn, all’interno degli otoliti di Trappeto può essere spiegata con sorgenti antropiche provenienti dagli insediamenti industriali (distilleria) che insistono nel Golfo di Castellammare e che scaricano i propri reflui a mare. Lo studio delle distribuzione dei lantanidi ha evidenziato che gli otoliti di Trappeto mostrano un “seawater-like pattern” suggerendo il possibile utilizzo dell’otolite come proxy per lo studio della chimica dei lantanidi in acqua di mare, inoltre le anomalie di Ce hanno dato indicazioni sulle condizioni ossigenazione dei due allevamenti. Lo studio della chimica dell’otolite ha consentito di distinguere gli esemplari provenienti dai due allevamenti (Licata e Trappeto) suggerendo che la distribuzione degli elementi in tracce nei carbonati biogenici, possa costituire un valido tracciante ambientale. Tale studio si inserisce all’interno di una più ampia tematica di ricerca sullo studio degli otoliti considerati importanti indicatori della “life history” di specie ittiche. Riteniamo comunque importante effettuare ulteriori approfondimenti mirati a verificare la possibile relazione tra le variabili dell’acqua (salinità, temperatura e chimismo dell’ambiente), la composizione mangimistica e la composizione chimica dell’otolite anche al fine di poter utilizzare gli stessi otoliti come discriminante per il monitoraggio delle condizioni ambientali d’allevamento.

In this work we studied the chemical composition of otoliths of cultured Dicentrarchus labrax in order to verify the possible use of otoliths as environmental tracers. Specimens were sampled from two Sicilians farms with different characteristics: the farm "Ittica Trappeto" located in the Gulf of Castellammare (North Coast) and “ Sicilttica "Licata (South Coast). The first is an off-shore farm where the tanks are placed far from the coast, in a area characterized by high hydrodynamism. The second one is an in-shore farm where the tanks are located inside the port where the water is certainly much more limited. Particularly, we analyzed concentrations of Sr, Fe, Mg, Ba, Cd, Mn and Zn using ICP-AES (Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spettrometry); ICP-MS (Inductively Coupled plasma Mass Spectrometry) were used for determination of Rare Elements (La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, GY, Ho, Er, Tm, Yb, Lu). Were also analyzed samples of water and food from the two farms. Results show that concentrations of Sr in the otoliths have a similar range of distribution and not significantly differ between the two farms. Fe, Mg, Mn and Cd show, however, higher concentrations in Licata and Zn is the only element witht an higher values in the otoliths from Trappeto. Chemical analysis of food shows an higher concentration of Fe, Mg, Mn and Zn in samples of Licata. Trappeto water is enriched mainly in Fe and Zn than that of Licata. Our results may suggest that the uptake in the otoliths of elements such Fe, Mg, Mn and Cd is influenced either from the high concentration of them in sea water or in the food and from an higher metabolic rate of cultured fishes. All the elements, except Sr, seems to be influenced by physical-chemical parameters that control water properties in the farm. On the contrary, distribution of Sr within otolith, is probably controlled by the preferential incorporation into the Ca sites, and so in the then the Aragonite structure. Elevated concentration of Zn in the otoliths of Trappeto can be explained by the anthropogenic sources. Indeed in the Gulf of Castellammare there is a industrial sites (distillery) that release their waste into the sea. The study of distribution of Rare Elements showed that the "seawater-like pattern of otoliths of Trappeto suggest the possible use of otolith as a proxy for the study of the chemistry of Rare Elements in seawater. Furthermore Ce anomalies gave indications of oxygenation conditions in the two farms. The study of chemistry of otoliths allowed to distinguish the specimens among the two farms (Licata and Trappeto) suggesting that the distribution of trace elements in biogenic carbonates, may be a useful environmental tracer. This study is part of a broader research on the study of the otoliths considered as important indicators of the “life history” of fish species. We believe, however, that further studies are required with the aim to verify the possible relationship between the variables of water (salinity, temperature and chemistry of the environment), food composition and chemical composition of otolith also in order to use the same otoliths for monitoring environmental conditions for breeding.