Microplastiche negli ecosistemi acquatici e loro impatto sulla capacità riproduttiva dei pesci: una revisione critica delle conoscenze scientifiche attuali.

The presence of microplastics in the marine environment was firstly documented in the 1970s, and subsequent scientific investigations have demonstrated their pervasive and ubiquitous distribution, where over 92% of all plastic particles in the oceans fall within the microplastic size range. Plastic pollution has become a major global environmental concern, particularly in aquatic ecosystems where plastic debris accumulates and undergoes progressive fragmentation into microplastics. Due to their small size and physicochemical properties, microplastics are widely bioavailable and can be ingested by a broad variety of fish. Increasing attention has been directed toward their potential effects, beyond physical impacts, focusing on oxidative stress, metabolic alterations, and interactions with endocrine regulation in aquatic organisms. In this context, fish reproduction has been proposed as a potentially sensitive biological endpoint, although current evidence remains heterogeneous and partially contradictory. Available studies suggest that exposure to microplastics may interfere with gametogenesis, endocrine signaling, and reproductive performance, with possible implications for population dynamics and ecosystem stability. Moreover, microplastics can act as vectors for metals and other contaminants, potentially modulating their toxicity. This thesis provides a critical review of the current scientific knowledge on the interactions between microplastics and fish reproductive processes, discussing exposure pathways, underlying mechanisms of toxicity, and the broader ecological, economic, and public-health implications.

La presenza di microplastiche nell’ambiente marino è stata documentata per la prima volta negli anni Settanta e le successive indagini scientifiche ne hanno dimostrato la distribuzione pervasiva ed ubiquitaria, evidenziando come circa 92% delle particelle plastiche presenti negli oceani ricada nella classe dimensionale delle microplastiche. L’inquinamento da plastica rappresenta oggi una delle principali criticità ambientali a livello globale, in particolare negli ecosistemi acquatici, dove i detriti plastici tendono ad accumularsi e a frammentarsi progressivamente in particelle di dimensioni ridotte. A causa delle loro ridotte dimensioni e delle specifiche proprietà fisico-chimiche, le microplastiche risultano ampiamente biodisponibili e possono essere potenzialmente ingerite da qualsiasi specie ittica. L’attenzione della comunità scientifica si è progressivamente orientata verso i potenziali effetti biologici di tali particelle, che vanno oltre l’impatto fisico diretto, includendo fenomeni di stress ossidativo, alterazioni metaboliche e possibili interferenze con i meccanismi di regolazione endocrina negli organismi acquatici. In questo contesto, la riproduzione dei pesci è stata proposta come un endpoint biologico particolarmente sensibile, sebbene le evidenze attualmente disponibili risultino eterogenee e in parte contraddittorie. Numerosi studi suggeriscono infatti come l’esposizione a microplastiche possa interferire con i processi di gametogenesi, con la segnalazione endocrina e con le performances riproduttive, con potenziali implicazioni per la dinamica delle popolazioni e per la stabilità degli ecosistemi. Inoltre, le microplastiche possono agire come vettori di metalli pesanti e di altri contaminanti ambientali, modulandone la tossicità. La presente tesi propone una revisione critica delle conoscenze scientifiche attuali relative alle interazioni tra microplastiche e processi riproduttivi nei pesci, discutendo le principali vie di esposizione, i meccanismi tossicologici sottostanti e le più ampie implicazioni ecologiche, economiche e di salute pubblica.