Percorrer por autor "Cozzolino, Lorenzo"
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- Intraspecific genetic lineages of a marine mussel show behavioural divergence when exposed to microplastic leachatesPublication . Cozzolino, Lorenzo; Nicastro, Katy R; Hubbard, Peter; Seuront, Laurent; McQuaid, Christopher D.; Zardi, Gerardo IWorldwide, microplastic pollution has numerous negative implications for marine biota, exacerbating the effects of other forms of global anthropogenic disturbance. Mounting evidence shows that microplastics (MPs) not only cause physical damage through their ingestion, but also act as vectors for hazardous compounds by leaching absorbed and adsorbed chemicals. Research on the effects of plastic pollution has, however, largely assumed that species respond uniformly, while ignoring intraspecific diversity (i.e., variation within a single species). We investigated the effects of plastic leachates derived from factory-fresh (virgin) and beached microplastics on the behavioural responses of two genetic lineages of the Mediterranean mussel Mytilus galloprovincialis. Through laboratory behavioural experiments, we found that during exposure to leachates from beached microplastics (beached MPLs), Atlantic specimens moved significantly less than Mediterranean individuals in terms of both (i) proportion of individuals responding through movement and (ii) net and gross distances crawled. In contrast, no significant intraspecific differences were observed in the behaviour of either adults or recruits when exposed to MPLs from virgin microplastics (virgin MPLs). Additionally, the reception of cues from three amino acids (Lcysteine, proline and L-leucine) at increasing concentrations (10-5 M to 10-3 M in charcoal-filtered seawater) was tested by electrophysiological analysis using mussels exposed to beached MPLs or control seawater. We found significant intraspecific differences in response to 10-3 M L-cysteine (regardless of treatment) and 10-4 M L-cysteine (in mussels exposed to beached MPLs) and to 10-3 M proline (in mussels exposed to beached MPLs) and 10-5 M L-leucine. Our study suggests that intraspecific variation in a marine mussel may prompt different responses to plastic pollution, potentially triggered by local adaptation and physiological variability between lineages. Our work highlights the importance of assessing the effects of intraspecific variation, especially in environmental sentinel species as this level of diversity could modulate responses to plastic pollution.
- Microplastics in commercial bivalves harvested from intertidal seagrasses and sandbanks in the Ria Formosa lagoon, PortugalPublication . Cozzolino, Lorenzo; de los Santos, Carmen B.; Zardi, Gerardo I.; Repetto, Luca; Nicastro, KatyThrough seafood consumption, microplastic (MP) pollution is potentially threatening human health. Commercial bivalves in particular are a cause of major concern because their filter-feeding activity directly exposes them to MP in the water column and they are then ingested by humans. Here, we provide a quantitative and qualitative baseline data on MP content in the soft tissues of three commercially important bivalves (Ruditapes decussatus, Cerastoderma spp. and Polititapes spp.) collected in Ria Formosa lagoon, southern Portugal. The abundance of MPs (items per soft tissue weight) did not significantly differ among species. On average, R. decussatus exhibited the highest MP abundance (on average, 18.4 +/- 21.9 MP items g(-1) WW), followed by Cerastoderma spp. (11.9 +/- 5.5 MP items g(-1) WW) and Polititapes spp. (10.4 +/- 10.4 MP items g(-1) WW). Overall, 88% of the MPs found were synthetic fibres, the majority of which were blue (52%). Size categories >0.1-1 mm and >1-5 mm were the most common (60% and 34% respectively). The most represented polymers were polyethylene (PE) and polystyrene (PS). The unexpectedly high number of MPs recorded in the three commercially exploited species suggests that this semi-closed lagoon system is experiencing a higher anthropogenic pressure than are open coastal systems.
- Service or disservice? The role of marine coastal bioengineers in plastic debris trappingPublication . Cozzolino, Lorenzo; Nicastro, Katy; Santos, Carmen B. de losHoje em dia, a poluição plástica é cada vez mais reconhecida como uma séria ameaça ambiental e económica que compromete a biodiversidade dos ecossistemas marinhos e os serviços que estes prestam. A crescente entrada de lixo plástico nos oceanos exige esforços imediatos para coletar dados sobre a ocorrência, abundância e dispersão de detritos plásticos para uma melhor avaliação ambiental e para impulsionar práticas de gestão. Para alcançar esses resultados, é necessário um foco importante em ecossistemas-chave, como os formados por bioengenharia. Os bioengenharia são espécies que modulam a disponibilidade de recursos diminuindo o estresse ambiental ou aumentando a complexidade do habitat, influenciando positivamente as espécies em sua comunidade, resultando em um aumento geral da biodiversidade. No entanto, há uma lacuna de conhecimento sobre o papel potencial dos bioengineiros costeiros marinhos na captura de detritos plásticos que exige atenção. Ao aumentar a complexidade do habitat, os engenheiros dos ecossistemas costeiros, tais como ervas marinhas, marismas e macroalgas rizófitas, podem agir indirectamente como sumidouros de plástico dos oceanos. Além disso, se o acúmulo de detritos plásticos em ecossistemas formados por bioengenheiros for realmente promovido, isso pode ter, por sua vez, efeitos deletérios sobre sua fauna associada. A exposição direta dos organismos que vivem dentro das estruturas dos bioengineiros a altas concentrações de poluentes plásticos pode ter efeitos negativos sobre sua saúde. Em particular, o risco de ingestão acidental de microplásticos pode ser aumentado em bivalves com hábitos de alimentação por filtração que ocorrem em habitats bioengenharia. É importante notar que, em zonas onde as espécies comerciais de bivalves são directamente colhidas de ecossistemas naturais, como os prados de ervas marinhas, o potencial destes habitats para actuarem como sumidouros de plástico pode, em última análise, afectar a saúde humana. Aqui, eu investiguei o papel potencial dos bioengenharia costeira como sumidouros de macro e microplástico. Assim, quantifiquei a ocorrência, tipologia e abundância de detritos plásticos em ervas marinhas intertidais (Zostera noltei), ervas marinhas subtidais (Cymodocea nodosa e Zostera marina), macroalgas rizófitas (Caulerpa prolifera) e sapais intertidais (Sporobolus maritimus) habitando uma lagoa costeira antropizada. Hipotetizei que estes bioengenheiros acumulam mais macroplásticos entre as frondes das copas e microplásticos no sedimento superficial do que as manchas adjacentes de sedimentos nus. No geral, não encontrei diferenças significativas entre a capacidade de aprisionamento de bioengenharia vegetal e sedimentos nus laterais. Uma diferença significativa foi detectada apenas entre a abundância de macroplásticos em S. maritimus e seu sedimento pelado intertidais lateralmente. No entanto, apesar da falta de diferença estatística significativa, os sedimentos coletados em Z. noltei intertidais (0.019 ± 0.017 n MPs g-1) e S. maritimus (0.024 ± 0.019 n MPs g-1) resultaram ligeiramente menos contaminados por microplásticos do que os das espécies sub-mareais C. nodosa e C. prolifera (0.035 ± 0.027 n MPs g-1 e 0.034 ± 0.025 n MPs g-1). Em geral, o microplástico mais abundante detectado foi a fibra (86,5%) e a cor mais comum foi o azul (45%). Por outro lado, a avaliação macroplástica revelou S. maritimus (0,220 ± 0,157 macroitems m-2) e C. prolifera (0,048 ± 0,061 macroitems m-2) com a maior concentração macroplástica por número (n macroitems m-2) e a menor por massa (0,513 ± 0,428 g macroitems m-2 e 0,848 ± 1.056 g macroitems m-2, respectivamente), enquanto C. nodosa (0,013 ± 0,021 macroitems m-2) e Z. noltei (0,013 ± 0,020 macroitems m-2) apresentaram a menor abundância macroplástica (n macroitems m-2) e a maior massa (16,431 ± 39,752 g macroitems m-2 e 6,326 ± 14,827 g macroitems m-2, respectivamente). No total, 61,4% dos detritos macroplásticos encontrados eram fragmentos. Em seguida, avaliei se os bioengineiros intertidais e subtidais aprisionaram diferentes quantidades e tipologias de macro e microplásticos. Para tanto, comparei as espécies intertidais Z. noltei e S. maritimus com as espécies subtidais C. nodosa/Z. marina e C. prolifera. Hipotetizei que o padrão de distribuição do tipo plástico difere entre-marés e bioengenharia sub-marítima de acordo com a forma como a sua formação estrutural modifica as condições ambientais locais. Em geral, eu esperava encontrar mais plástico em espécies sub-mareais devido à sua maior exposição aos poluentes presentes na coluna de água. No entanto, nenhuma diferença significativa foi detectada entre a quantidade e a tipologia dos macro e microplásticos acumulados em habitats intertidais e subtidais. Para fornecer uma declaração completa da deposição de plástico nos prados dos bioengineiros, eu também quantifiquei a ocorrência, tipologia e abundância de microplásticos aderidos nas copas dos bioengineiros. Para atingir este objectivo, analisei as lâminas das folhas dos cinco bioengineiros visados: Z. noltei, S. maritimus, Z. marina, C. nodosa e C. prolifera. Hipotetizei que parte dos microplásticos aprisionados nos bioengineiros não atingiria a superfície do sedimento, mas poderia potencialmente aderir às folhas de ervas marinhas. A expectativa era encontrar um número maior de MPs na superfície das folhas das espécies sub-mareais devido à sua maior exposição aos poluentes presentes na coluna de água. Diferenças significativas na abundância de microplástico nas folhas dos bioengineers intertidais e subtidais confirmaram a minha hipótese, com as espécies subtidais aprisionando mais detritos do que as intertidais. Em geral, a maior concentração microplástica foi encontrada nas folhas de C. prolifera (0,0559 ± 0,0936 MPs cm-2) e Z. noltei (0,0529 ± 0,1238 MPs cm-2), seguido por C. nodosa (0,0198 ± 0,0308 MPs cm-2) e Z. marina (0,0114 ± 0,0113 MPs cm-2). A menor contaminação foi registrada em S. maritimus com 0 MPs cm-2. No geral, os microplásticos detectados nas folhas eram todas fibras e as cores mais comuns eram o azul (36%). Finalmente, para entender se altas concentrações de plástico nos bioenginheiros e nos sedimentos laterais nus podem afetar a fauna associada, avaliei a ocorrência e abundância de microplástico ingerido por espécies bivalves rentáveis (Ruditapes decussatus, Polititapes sp. e Cerastoderma sp.), comumente colhidas na Ria Formosa. Encontrei que MPs ocorrem em altas concentrações em todas as espécies bivalves investigadas. Especificamente, Ruditapes decussatus continha em média 18,4 ± 21,9 MP itens g-1 (u.i.) tecido e exibiu a maior concentração de MP por peso, Cerastoderma sp. e Polititapes sp. seguidos de 11,9 ± 5,5 MP itens g-1 (u.i.) e 10,4 ± 10,4 MP itens g-1 (u.i.), respectivamente. Globalmente, 88% das MP encontradas eram fibras sintéticas, a maioria das quais eram azuis (51,6%). Os polímeros mais representados foram o polietileno (PE) e o poliestireno (PS). O número inesperadamente elevado de microplásticos registados em bivalves sugere que este sistema lagunar semi-fechado está a sofrer uma pressão antropogénica superior à dos sistemas costeiros abertos e afirma um esforço imediato para reduzir os resíduos plásticos e melhorar a gestão da eliminação de águas residuais na Ria Formosa. Os resultados desta investigação ajudariam a preencher as lacunas de conhecimento existentes e a definir novas zonas potenciais de acumulação de plástico em habitats costeiros chave para a vida selvagem marinha, mas é necessária investigação futura para melhor inferir o padrão de deposição de plástico nestes ecossistemas vitais.
- The relative effects of interspecific and intraspecific diversity on microplastic trapping in coastal biogenic habitatsPublication . Cozzolino, Lorenzo; Nicastro, Katy; Seuront, Laurent; McQuaid, Christopher D.; Zardi, Gerardo I.Our understanding of how anthropogenic stressors such as climate change and plastic pollution interact with biodiver-sity is being widened to include diversity below the species level, i.e., intraspecific variation. The emerging apprecia-tion of the key ecological importance of intraspecific diversity and its potential loss in the Anthropocene, further highlights the need to assess the relative importance of intraspecific versus interspecific diversity. One such issue is whether a species responds as a homogenous whole to plastic pollution. Using manipulative field transplant experi-ments and laboratory-controlled hydrodynamic simulations, we assessed the relative effects of intraspecific and inter -specific diversity on microplastic trapping in coastal biogenic habitats dominated by two key bioengineers, the brown intertidal macroalgae Fucus vesiculosus and F. guiryi. At the individual level, northern morphotypes of F. guiryi trapped more microplastics than southern individuals, and F. vesiculosus trapped more microplastics than F. guiryi. Canopy den-sity varied among species, however, leading to reversed patterns of microplastic accumulation, with F. guiryi canopies accumulating more microplastics than those of F. vesiculosus, while no differences were observed between the canopies of F. guiryi morphotypes. We emphasize the importance of assessing the effects of intraspecific variation which, along with other crucial factors such as canopy density, flow velocity and polymer composition, modulates the extent of microplastic accumulation in coastal biogenic habitats. Our findings indicate that a realistic estimation of plastic accu-mulation in biogenic habitats requires an understanding of within-and between-species traits at both the individual and population levels.