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I pigmenti di alcuneDemospongie marine inrepporto alle associazioni conalghe unicellulariLidia Liaci aa Istituto di Zoologia e Anatomia comparata dellaUniversità di BariPublished online: 14 Sep 2009.

To cite this article: Lidia Liaci (1964) I pigmenti di alcune Demospongie marine inrepporto alle associazioni con alghe unicellulari, Bolletino di zoologia, 31:2, 367-378,DOI: 10.1080/11250006409441071

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LIDIA LIACt Istituto di Zoologia e Anatomia coniparata dclla Univereitk di Bari

Direttore : Prof. At. S m l

I pigmenti di nlctirie Deniospoagie marine in rnpporto nlle iissociazioni coil alglic unicellulari. (*)

In precedcnti lavori ( LIACI 1963 a, b ) 110 esposto i risultati delle prime inclagini conclotte sui piginenti di dicci specie di spugne ma- rine appartenenti a 4 differenti ordini di Deniospongie, raccolte nel Golf0 cli Napoli e lungo il litorale piigliese.

I pigmenti sono stati estratti clallc cpugne fresclic con sar i sol- vcnti, sono state eseguite osservazioni cli fluorcscenzn clegli estratti c misure spettrofotometriclic di assorliimento nel visibilc, tecniclie clie Iianno mcsso in cvitlenza la prcscnza cli u n pigmcnto clorofilloide c cli carotenoidi. Successivamente, con riccrclie cstesc anclic ncl altrc specie 6 stata osservata, in alcune delle spugne esaminate, la presenza cli una ficoeritrina. I tre piginenti sono stati separati approfittando clella loro differentc solubiliti in solventi clisersi.

Riporto bresemente i principali carattcri fisici (lei tre pigmenti analizzati :

1) pigmento clorofilloide, aolubiliti in alcool assoluto, alcool nietilico, acctonc, miscele di alcool-ctere ccc., insoliibiliti in acqua. Colore clclle soluzioni, bferdc o giallo-vcrde. Fluoresccnza rossn. Assor- bimento niassimo riel visibilc a 1 430 nip e 1 670 my.

I caratteri fisici presentati da questo pigmcnto lianno pcrinesso tli itlcntificare il piginento clorofilloide con la clorofilla a. Nella fig. 1 sono riportati lo spettro di assorliimento clella clorofilla estratta da una delle spugne esaminate e quello di un campione p r o di CIo- rofilla a.

2) carotenoidi, solubilitjl in solfuro cli carlmnio, in cloroformio, acetone, alcool assoluto ccl ctere, insoliibiliti in acqua. Colore clelle soluzioni giallo, aranciato, Iiruno. Fluorescenza giallo-vcrdastra o asscntc. Assorbimento inassinlo a 1 450 nip, a 1 470 m p o a 1 490

(*) Esegirito con tin contributo del C.K.R. pcr il gnrppo (( ecologia 1).

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- 369 - Iiip, a sccontla dei solvciiti atloperati c clelle singole spccie esaminate (fig. 2).

3) licoerilrinrr, so1ul)iliti in acqua tli fonte ccl in a q u a addi. zionata tli sali nentri. Colore tlellc soliizioni rosa. Fluorescenza viva- cciiicnte aranciata. Assorbiiiicnto inassirno n 1 5G7 n i p (fig. 3).

mP Fig. 2 - Speltro d i s r s o r l ~ i ~ ~ ~ e n t o tlel rarotenoitlc estrntto cln Stberites Jornttncula,

in cloroformio.

I1 niassinio cli assor1)iiiicnto tlella ficoeritrina estratta da alcune clcllc spccie tli clcniospongie iiiariiie coincitlc pcrfcttaniente con quello registrato cla DtifHd (1931), D I I ~ R ~ e FOXTAIXE (1931) c da LONNEIY- BERC (1931). HASO ecl O’IIEOCIIA (1955, 1960), riportano un mas- simo di assorbiinento a k 565 nip pcr H-ficocritrina cd a 1. 495 inp per B-ficoeritrina ; poiclii: gli stcssi autori afferiiiano clie la posizionc del massirno varia sensibiliiientc con la teniperatura, tanto (la cssere soggetto at1 inflnenzc stagionali, ritengo clie la ficoeritrina da me estrntta dalle spugne esaininate corrispontla, verosiinilmente ad R- ficoeritrina.

La prcscnza tli pigiiicnti clorofilloirli c tli carotcnoidi negli inver- tebrati inarini ccl in particolare nei Poriferi era stata segnalata da KRUKENBERI: (1880-2), (la MAC fiIUXX (1889, 1890, 1899), da L h N -

BERG (1931 a, 1933 b, 1938 b), da RARRER I? SOLaISSEN. (1935) da

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LEDERER (1935-1938) (la DRUMAI 0 CoxxoR (1940) e cla ~\IANUXTA (1943).

Tiittavia i loro tlati non ltanno portato ad iina sicnra itlcntifica. zione tlci pipnicnti ni: at1 iina loro localizzazione, restando anclie in- soluta la questione clella loro originc. Jiancano invece, per quanto nii risulta dalla letteratura consultata, segnalazioni relative alla preaenza tli ficoeritrina nei Poriferi.

500 600 mP

Fig. 3 - Spettro c l i assorl~iineato della ficoeritrina estratla da Pefrnsin liri/ormis, in a q u a cli fucite.

Nelle Dcniospongie marine esaminate, ma con particolare evi- clcnza ncgli eeemplari colorati di Petrosiu licilormis, Pellina semitu- brilosa e Chondrilh niiciilu, i pigmenti sono clisposti alla perifcria della spugna, tanto clie si pu6 clistinguere, ncttamente, uno strnto corticale tli 0 , 5 4 nini. di spcssorc, fortemcntc pignientato, (la iina rc- gioiie xiiitlollare scarsaniente pigmetitata. Ncgli cscmplari colorati le

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parti piii pigmentate sono quelle piii clirettamente illuminate, nientrc le parti in onibra, tlello stesso escmplarc, sono incno pigmentate.

La differentc distribueionc clel pigmcnto in alciine clelle spiigiie esarninate si riflctte anclrc sull’anclaniento (lei loro spettri d i assorhi- mento relativi a h parte corticale e niidollarc clegli esemplari (fig. 4).

Identificata la natnra cliiinica (lei pigmenti, si trattava, a c p s t o pnnto, di stabilirc la loro origine e cli localizzarli nei tcssuti clelle spupe.

A questo scopo sono state allestite sezioni congelate d i spugnc fresclie, dello spcssore di 15-20 p, per l’osservazione a1 niicroscopio cli fluorescenza. Qneste teeniclie sono state niolto utili sia per la niessa a pnnto sull’origine (lei pigmenti considerati sia ancora per rcnclerc evidenti i fenomeni cli associazioiii costnnti clie si staldiseono tra alcune alglie uniccllnlari e Ic spugnc csaminatc (SARA e LIACI 1961 a, b).

DaIle osserrazioni cIi fhrorescenza, infatti, i: risultato clie per Clioiia uiridis e per CZioria copiosa, I n clorofilla n c gran partc ilci carotenoidi sono localizzati in simbionti vcgctnli dcl t i p clelle Zoosari- thellae ( CriptomonnJinne) chc vivono sparsc ncl niesencliima tlelle spugnc c sono semprc estracclliilari. L’effetto cli fliiorcsccnza r o w , infatti, clovuto alla clorofilla n, E apparso, nelle sezioni, localizzato eclusivamentc nei siniliionti c mai in cellrile clclla spugna. Tnoltrr il colore di qucstc specie, coiiiuneniente vcrdc-lmino, i: strettamente Ic- gat0 alla prcsenza clcllc Zooxanthellne, tanto clic, in clue soli clegli esemplari esaniinati, clre presentavano un colorc ginllo cliiaro, cli so-

lito acsai poco frcquente in cpesta specie, i simllionti lion crano prc- senti. Anclie l’esiye spettrofotomctrico lia conferniato qucsti clati (fig. 5).

Nelle altre specie esaminatc, i piginenti rappresentati clalla clo- rofilla a, clai carotenoidi c clalla ficoeritrina, sono apparsi localizzati in simbionti vcgetali dcl tip0 clcllc Ciatiellac ( Ciano/icaee Croococ- cales) in cui la ficocianina i: sostituita clalla ficoeritrina. Ceffetto cli fluorescenza arancionc clovuto a c~i~est’ultinio piginento (clie niasrlie- ra la flnorcscenza rossa clella clorofilla a) si ninnifesta solo nei sim- bionti e nellc ecllulc clella spugna (tcsnciti) clie lianno incorporato i simbionti.

L’originc (lei piginenti esaniinati i: qnintli esogena (eccezion fatta per i soli carotenoitli, i qiiali, in alciini casi, sono tli origine endo-

P a ) .

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- 373 - La scopcrta delle aszociazioni tra spiigne marine ed alglie uni-

cellulari lia spiegato, in rnaniera logica e sotltlisfacente, le variazioni t l i colore clie si osservano in esemplari della stessa specie. In Petrosia liciformis, Pellina semitubulosa, e CIionJrilla nriciila esistono, infatti, esemplari bianclii ed e-cemplari colorati con tonaliti ed intensitjl dif- fercnti sino a1 marrone scuro, a scconda c l e h loro esposizione alla luce.

Fig. 5 - Spettri di assorliimento di Cliona copioso, (A) esemplare verde-bruno, con Zooxanthelfae, (B) cscmplare giallo, privo di Zooxanthelfae.

I numeri (1-6) indieati nella seguente tabella (fig. G), in seconda colonna, si riferiseono a diverse condizioni d i illuminazione in cui Ie spugnc possono trovarsi. Si sono anzitutto distinte tre condizioni hase :

a) spugne sottoposte a soleggiamento pifi o meno intenso; a tale condizioni si rifcriscono i n. I e 2 (molto solcggiato e poco so- leggiato) ;

b ) spugnc non sottoposte a soleggiamento diretto (salvo casi eccezionali) ma in cmdizioni di Iuce tali da permettere all'o-, scervatore

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ancora In cliiara visihiliti (lei differenti colori (3 e 4, omhroso e mol- to oniliroso) ;

c) sp1Igne in conclizioni cli oscnriti in cui non sono piii visibili i colori (5 c 6, ecniioscuro ctl oscuro). La scparazionc iilteriorc in ciascrlno cli qucsti trc gnippi i: ancora possiliile sulla h e t l i alciinc osservazioni.

NcIle conclizioni soleggiate il n. I ai riferisce a spugne clie a1)- Liano i scguenti rcquisiti :

a) siano sottoposti a solcggiamento cliretto per la maggior parte del cli ;

b) si- trovino presso la supcrficie c coinunque non oltre il pri- 1110 metro di profonditi ;

c) non siano sclicrriiatc (la alglic cd abbiano una posizionc prc- valcntcmcnte orizzontalc ocl ohlirlira c non vcrticalc o ricntrantc sotto

tctti. La mancanza tli uno cli qncsti rcquisiti cletcrinina l’assegnazionc

dcll’eseniplare osservato in zona solcggiata a1 11. 2. Sulla base cli analoglii criteri Q stata fatta anclic nna separazione

nclla zona oidirosa t ra 3 c ZJ ctl in quclla osciira tra 5 c 6. E’ possiliilc inoltre, sulla I~asc tli alcune osservazioni fotonictri-

clic esegiiite con cielo sercnn a niezzogiorno con ccllula fotoclcttrica Langc, scniprc ncllc nicclcsinic rontlizioni, ( esscncln 100 il valorc cli intensiti cli illuminazionc ottennto rivolgcntlo la cellrila a mezzogior- no verso il ciclo scrcno a 2 cni. sotto il livello clcll‘acqua) stabilire le segucnti corrisponclenze apprnssiniati\~e : 1-2 = 60-100 ; 3-4 ’= 20-60 ;

Dalla t a l d l a si pub osscrvare clic nllc clivcrre conclizioni cli illu- mi n a z ione corrisp o ncl o 11 o va ri azi o n i clic s i 111 a ni fcs t a n 0 , conic 110 gi h riferito, con tliffcrcnti tonaliti ctl intcnsiti tlel colore clegli cscniplari clclla nieclesiina specie. A qucstc variazioni si acconipngnano ditfcrenze quantitative clei trc pignicnti analizzn!i e (lei sinhionti prcscnti nelle spugne csaininate. L’esempio piii significativo a tale riguarclo i: c~ucllo cli Petrosia licilormis, specie cIic prcscnta la niassinia cirriecia nci confronti clcl fattorc lucc.

Per concludere s u quanto i, stato lirevenicntc csposto si possono fare le scgircnti clccluzioni :

1) la clorofilla a, la ficoeritrina c gran partc (lei carotcnoidi c11e si possono estrarrc clnllc spugnc esaniinatc sono cIi origine esogcna, tlcrivano c h i siml)ionti vcgclali (Zoosanthellae c Zoocicrnallae, a sc- contla (lei singoli casi csaininati) ospitati clallc spngne ;

5-6 = 0-20.

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2) in alcune clellc Deinospongie considerate i l colorc clie gli esemplari manifestano i: clovuto iinicamente aIla presenza dei trc pigmenti analizzati (escluclendo quelle spugne clie contengono caro- tcnoidi di origine enclogena c mclanine) ;

3) csistc, in cffetti, un cliretto rapport0 tra la piginentazione dcllc spugne, il colorc clie esse nianibstano, la presenza cli simbionti vegctali nelle stessc cd il gradiente d i illuininaeione per ciascun csem- plarc csaminato.

Tali rcperti assumono un particolare interesie nci riguarcli clello studio dei requisiti ccologici (lei Poriferi delle acque superficiali.

RItlSSUNTO

L'A. dopo aver idcntificato spcttrngraficamentc tre tipi di pigmento: eloro- Iilla o, earotenoidi erl iina ficocritrina, in alcnne Demospongie marine, ne definiscc anche, eon osservazioiii d i fluorescenza, I'nrigine e la localizzazione in organismi vcgetali simliionti, faccndo altrcsi rilcvare il rtiolo importante clie il fattorc lure csplica 111 tali rapporti.

SUMMARY

The occurrence of cliloropliyll a, pliycocvthrine and earotenoid pigments in some marine Demosponginc has I~ccn qicctrograpliically demonstrated. These pig. ments are mainly loealizecl i n the algal s y m l h n t s (Zooxontlrrllne and Cionellae) wieli live into the cxarninatecl sponges.

Furthermore the strict interrelatinn~liip existing Iictwecii light intensity, vprin. tion of sponge colour an11 presence of algal syrril~ionts in the sponge tissue lias been cmplneized.

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