Buffer effects of primary producers on the associated fauna

In recent years, anthropogenic pressures are producing modifications on marine ecosystems that may have irreplaceable implications. One of these stressors is mercury, which has been recorded to be in natural environments, and with a higher toxicity due to other climate change effects. The increase of dissolved oxygen generated by primary producers on marine ecosystems and specially on coastal environments, has been observed to produce buffering effects on climate change related stressors, such as ocean warming and acidification. Understanding if this buffer effect can also be observed for other stressors, such as mercury, needs still to be proven. This thesis investigates the potential buffer effect of the hyperoxygenation on mercury embryotoxicity on the purple sea urchin. Paracentrotus lividus, a keystone species, was exposed to the combination of 2 oxygen saturation levels (90 % and 150 %, the latter for 4 hours a day simulating O2 production in the field) and mercury chloride concentrations (0 μg/L and 1 μg/L) for 48 hours post fertilisation. At the end of the study, the percentage of abnormal larvae, their development stage, length of somatic spicules, length of oral spicules and the ratio between these two were measured. After 48 hours of exposure, all the survived embryos reached the echinopluteus stage. Our results show that mercury produces negative effects by decreasing larvae oral spicules size, independently of the oxygen concentration; therefore, their feeding and swimming ability. Larvae that were in the hyperoxygenation treatment showed a decresed size. Besides, both the concentration of mercury and the interaction between mercury and hyperoxygenation showed a higher amount of abnormal larvae. As the results do not show a buffering effect for mercury in this species, further investigation needs to be carried out to assess new strategies for protection and restoration against contaminants.

Negli ultimi anni, le pressioni antropogeniche stanno producendo modifiche agli ecosistemi marini che possono avere implicazioni insostituibili. Uno di questi stressori è il mercurio, che è stato registrato negli ambienti naturali con una tossicità maggiore a causa di altri effetti del cambiamento climatico. L'aumento dell'ossigeno disciolto generato dai produttori primari negli ecosistemi marini, specialmente negli ambienti costieri, ha dimostrato di produrre effetti tampone sugli stressori legati ai cambiamenti climatici, come il riscaldamento degli oceani e l'acidificazione. Comprendere se questo effetto tampone possa essere osservato anche per altri stressori, come il mercurio, deve ancora essere provato. Questa tesi indaga il potenziale effetto tampone dell'iperosigenazione sull'embriotossicità del mercurio nel riccio di mare viola. Paracentrotus lividus, una specie chiave, è stata esposta alla combinazione di 2 livelli di saturazione dell'ossigeno (90% e 150%, quest'ultimo per 4 ore al giorno simulando la produzione di O2 in campo) e concentrazioni di cloruro di mercurio (0 μg/L e 1 μg/L) per 48 ore post-fertilizzazione. Alla fine dello studio, sono stati misurati la percentuale di larve anormali, il loro stadio di sviluppo, la lunghezza delle spicole somatiche, la lunghezza delle spicole orali e il rapporto tra queste due. Dopo 48 ore di esposizione, tutti gli embrioni sopravvissuti hanno raggiunto lo stadio di echinopluteo. I nostri risultati mostrano che il mercurio produce effetti negativi riducendo la dimensione delle spicole orali delle larve, indipendentemente dalla concentrazione di ossigeno; pertanto, la loro capacità di alimentarsi e nuotare. Le larve che erano nel trattamento di iperosigenazione hanno mostrato una dimensione ridotta. Inoltre, sia la concentrazione di mercurio sia l'interazione tra mercurio e iperosigenazione hanno mostrato una maggiore quantità di larve anormali. Poiché i risultati non mostrano un effetto tampone per il mercurio in questa specie, è necessaria un'ulteriore indagine per valutare nuove strategie di protezione e ripristino contro i contaminanti.