Analisi filogeografica del riccio di mare edule Paracentrotus lividus (Echinodermata, Echinoidea)

Paracentrotus lividus (Lamarck, 1816) è una specie comunemente presente nel Mar Mediterraneo e nell’Oceano Atlantico orientale, dalle coste della Scozia a quelle del Marocco, dove è un tipico abitante dei fondi duri della zona infralitorale superiore. Si tratta di una specie gonocorica con fecondazione esterna; la larva è planctontrofica e liberamente natante, può vivere fino a circa 20-40 giorni. Ciò conferisce alla specie un potenziale per la dispersione molto elevato. P. lividus è soggetto a pesca professionale e sportiva e ciò ha portato, soprattutto negli ultimi anni, ad un aumentato interesse economico e ad uno sfruttamento talvolta molto intenso a livello locale. Al fine di gestire al meglio questa importante risorsa, risultano di notevole interesse i suggerimenti che derivano dallo studio della struttura genetica. Tali informazioni risultano infatti di fondamentale importanza per identificare gli stock e consentono di fornire, quindi, indicazioni utili per la gestione sostenibile della risorsa. La diversità genetica di P. lividus è stata studiata utilizzando come marcatore il gene mitocondriale cyt b (1143 paia di basi) in un totale di 75 individui raccolti in 13 località mediterranee: Alghero (Sassari), Quercianella (Livorno), Pittulongu (Olbia), Cala Sidoti (Ustica, Palermo), Costa degli Dei (Vibo Valentia), Ancona, Lesina (Foggia), Brindisi, Giardini Naxos (Catania), Santa Caterina di Nardò (Lecce) – Italia, Mljet – Croazia, Palamós – Spagna e Rodi – Grecia e 2 atlantiche: Galway – Irlanda e Baiona – Spagna. Dopo aver estratto il DNA mitocondriale dalle gonadi degli individui presi in esame, il gene in questione è stato amplificato mediante reazione a catena della polimerasi (PCR) e le sequenze nucleotidiche ottenute sono state utilizzate per stimare la diversità genetica all’interno e tra i campioni, per la costruzione di network, per lo svolgimento di analisi filogeografiche e per saggiare l’ipotesi di recenti espansioni demografiche. L’analisi delle sequenze ha mostrato che, nonostante l’elevato numero di mutazioni osservate tra gli individui di P. lividus, la comparazione delle dedotte sequenze amminoacidiche non ha rivelato una differenziazione altrettanto elevata, con solamente otto casi di sostituzione amminoacidica. La variabilità genetica all’interno dei campioni è risultata essere relativamente elevata, come indicato dal numero di aplotipi osservati e dall’indice di diversità aplotipica calcolato per il totale dei dati (hTOT=0.978). Come previsto, il campione di Galway ha mostrato variabilità genetica marcatamente più bassa (h=0.400), poiché proviene da un impianto di acquacoltura in cui gli individui derivano da un numero limitato di riproduttori. L’analisi della varianza molecolare (AMOVA) ha mostrato debole strutturazione genetica della specie, con il 12% della varianza molecolare presente tra i campioni, mentre la maggior parte (88%) è attribuibile al livello interindividuale all’interno dei campioni. La modesta strutturazione genetica della specie è in accordo con l’elevata dispersione larvale che consente flusso genico anche a distanze considerevoli. Il test di Mantel, applicato alla matrice degli indici di fissazione (FST) e a quella delle distanze nautiche minime tra tutte le possibili coppie di campioni ha rilevato la presenza di “isolamento da distanza”. Il multidimensional scaling (MDS) e le stime di flusso genico evidenziano una lieve differenziazione genetica dei campioni del Mar Adriatico, suggerendo l’esistenza di una restrizione al flusso genico tra questo bacino ed il resto del Mediterraneo. Probabilmente l’origine di questa differenziazione genetica è da ricercare nella storia pregressa della specie, ed importanti informazioni a riguardo sono state ottenute mediante l’analisi della distribuzione mismatch ed il test di Ramos-Onsins & Rozas, due test volti a verificare l’ipotesi di possibili fenomeni di espansione demografica nel passato recente della specie: i risultati di questi test confermano l’ipotesi di un’espansione del popolamento di P. lividus in Adriatico e forniscono lo spunto per un approfondimento con l’ausilio di altri marcatori. La scarsa strutturazione genetica e l’elevato flusso genico riscontrati in P. lividus suggeriscono la presenza di una popolazione, all’interno della quale sono riconoscibili sottopopolazioni tra loro moderatamente divergenti dal punto di vista genetico. La gestione separata di questi stock putativi potrebbe garantire un migliore e più responsabile sfruttamento della risorsa