Dr Dörr Ambrosius Josef Martin

INTERAZIONE TRA

GAMBERI AUTOCTONI (ICS)

E ALLOCTONI (NICS)

Università degli Studi di Perugia

Dipartimento di Chimica, Biologia e Biotecnologie

• Nel mondo esistono più di 593 specie di gamberi d’acqua dolce

• 390 sono endemiche in Nord America,

• 5 in Europa

• 2 sole in Italia

Astacus astacus (Linneo, 1758)

Gambero dai piedi rossi o Gambero nobile è presente soltantonella parte orientale del Friuli e, con una popolazione, nel lagoalpino di S. Anna (provincia di Belluno)

Austropotamobius pallipes (Lereboulet, 1858)

Gamberi d’acqua dolce nel mondo

Gambero di fiume o Gambero dai piedi bianchi

Distribution in Europe (Atlas of Crayfish in Europe, 2006)

Astacus astacus (Linnaeus, 1758)Gambero dai piedi rossi, Gambero nobile

Austropotamobius pallipes (Lereboullet,1858)

Attraverso l’analisi del gene COI, fingerprinting genomico conmarcatori AFLP sono state identificate 4 entità biogeografiche presentiin Italia (Trontelj et al. 2005; Chiesa, 2009): diversi aplotipimitocondriali rappresentino in realtà delle entità filogeografiche,piuttosto che delle unità tassonomiche distinte.

1 L’aplotipo WE (Western Europe) o aplotipo dell’Europa Occidentale èlocalizzato nel basso Piemonte ed in Liguria (eccetto Provincia di LaSpezia).

2 L’aplotipo NW “North Western Italy”, o dell’Italia Centro-Occidentale è presente nella Provincia di La Spezia, in Lombardia,Toscana ed Emilia Romagna.

3 L’aplotipo SE-WB “South Eastern Alps-Western Balkans” o delleAlpi Sud-Orientali e dei Balcani è presente in Friuli Venezia Giulia, Venetoe nell’arco alpino orientale.

4 L’aplotipo “Apennine” o appenninico, caratteristico delle popolazionidell’Italia centro-meridionale.

Austropotamobius pallipes (Lereboullet,1858)

La specie A. pallipes, per le sue elevate esigenze ecologiche eper l’intolleranza verso gli inquinanti, è un indicatore dello statodi salute degli ambienti lotici peninsulari.

A. pallipes è specie inserita attualmente, a causa della suararità, nell’Allegato II e nell’Allegato V della Direttiva“Habitat”

E’ protetta dall’All. III della Convenzione di Berna del 1979

E’ considerata globalmente minacciata dall’IUCN (InternationalUnion for the Conservation of Nature and Natural Resources)

E’ compresa nell’elenco specie a rischio nel “Libro Rosso” dellafauna e della flora minacciate in Italia.

E’ specie protetta e la sua pesca è vietata.

Fiumi Menotre, Torrenti Vigi, Argentina,Rigo, Lama, Rio Fonturce, Freddo, dellePrigioni, Fergia, Fosso Doglio, dei Prati,della Gorga, Magna, delle Cese, Marchetto,Cascate delle Marmore, Centro Itt. BorgoCerreto (Nera)

Fiumi Tevere, Teverone, Chiascio, Topino, Menotre, Nera, Corno, Vigi, Velino, Marroggia, ClitunnoTorrenti Valdimonte, Naia, Saonda, Aquina

Austropotamobius pallipes

1970

Presenza di A. pallipes in Umbria

2009

Distribuzione in Europa (Atlas of Crayfish in Europe, 2006)

Orconectes limosusGambero americano

Astacus leptodactylus Gambero turco

Simili ai ICS ma con ampia valenza ecologica: resistenzaall’inquinamento e all’agente patogeno della peste dei gamberi.Tasso di accrescimento elevato,

Pacifastacus leniusculus Signal crayfish

Procambarus clarkii Procambarus sp. Cherax destructor

Aggressività spinta. Maturità sessuale precoce e prole numerosa.Riproduzione partenogenetica (asessuata in Procambarus sp.)

POPOLAZIONI DEI NICS ACCLIMATATE IN EUROPA E IN ITALIA 2009

• Rapporto NICS/ICS in Eu = 2:1 (10:5) 6:1in Italia

• Pacifastacus leniusculus 27• Orconetes limosus 21• Astacus leptodactylus > 15• Procambarus clarkii 13• Cherax destructor • Procambarus sp. • Cherax quadricarinatus• Orconetes immunis• Orconetes virilis• Orconetes juvenilis• Procambarus acutus/zonangulus I punti neri indicano la presenza confermata

di almeno un’esemplare di gambero di fiume NICS o ICS

Distribuzione dei NICS e ICS Atlas of crayfish in Europe, 2006

NICS ACCLIMATATE IN EUROPA E IN ITALIA

• modi di introduzione e propagazione

• Orconetes limosus Volontario/Transfaunazione• Procambarus clarkii Acquacoltura Acquariofilia Vol/Transf.• Cherax destructor Acquariofilia• Procambarus sp. Acquariofilia • Astacus leptodactylus Acquacoltura Vol/Transf.• Pacifastacus leniusculus Acquacoltura Vol/Transf.• Cherax quadricarinatus Acquariofilia • Orconetes immunis Acquariofilia • Orconetes virilis Acquariofilia • Orconetes juvenilis Acquariofilia • Procambarus acutus/zonangulus Acquariofilia

PROVENIENZA DEI GAMBERI ALLOCTONI IN EUROPA AQUACOLTURA, GASTRONOMIA E AQUARIOFILIA E

POTENZIALI INVASORI FUTURI• EUROPA• Astacus leptodactylus Gambero turco• STATI UNITI• Pacifastacus leniusculus Signal crayfish• Orconetes limosus Gambero americano• Orconetes durelli• Orconetes immunis Papershell Crayfish • Orconetes rusticus Rusty Crayfish• Orconetes luteus Golden Crayfish• Orconetes virilis• Orconetes juvenilis• Orconetes neglectus neglectus Ringed Crayfish• Orconetes neglectus chaenodactylus• Orconetes aff. Palmeri longimanus

• Procambarus clarkii Gambero rosso della Louisiana Gambero killer mudbug

• Procambarus acutus White River Crayfish• Procambarus cubensis Cuba• Procambarus nigrocintus• Procambarus alleni• Procambarus milleri• Procambarus llamassi Messico• Procambarus oxacae redelli• Procambarus spp. Marbled crayfish• Cambarellus shuffeldti “Gambero nano” cajun• Cambarellus montezumae “Gambero nano” • Cambarellus zempoalensis “Gambero nano” • Cambarellus patzcuarensis “Gambero nano”

• AUSTRALIA• Cherax destructor Yabby• Cherax cainii Marron• Cherax tenuimanus Marron• Cherax quadricarinatus Red claw• Cherax quinquecarinatus Gilgie• Cherax preissii Koonac• NUOVA GUINEA• Cherax (Cherax) boschmai • Cherax (Cherax) longipes• Cherax (Cherax) murido• Cherax (Cherax) pallidus• Cherax (Cherax) panaicus• MADAGASCAR• Astacoides svariate specie

ACQUARIOFILIA

• Argomenti a sfavore dei ICS• ICS difficili da mantenere in acquario• Esigenti da un punto di vista alimentare e

riproduttivo• Cambiamenti di temperature nell’arco

dell’anno• temperature alte letali• Lucifughi• Monocromatici

ACQUARIOFILIA

• Argomenti a favore dei NICS• Facili da mantenere in acquario• Allevamento alla portata di tutti• Resistenti a temperature alte• Grande motilità sia diurna che notturna• Riproduzione durante tutto l’anno• Grandi varietà cromatiche intraspecifiche e

di specie nuove

ACQUARIOFILIA

• Argomenti a sfavore dei NICS• Grandi scavatori e modellatori• Distruzione delle piante acquatiche e di

altri residenti nell’acquario• Prole abbondante• Portano i loro proprietari a:• Scambio o ritorno in commercio• Liberazione nell’ambiente acquatico• stagni, fiumi, laghi

Presenza dei NICS in Umbria

2001 2009 1999 2014

?

Potenzialeespansione

Dörr AJM 2010 tesi dottorato

Dörr AJM et al 2006. BFPP. 380-381, 1155-1168

Dörr AJM et al 2001. Riv. Idrobiol. 40 221-233

?

? ?

?

Confronto tra le 2 specie

A.pallipes P. clarkii

Longevità >12 anni + 1- 4 anni

Dimensione <12cm < 15cm +

Valenza ecologica

Alimentazione

NO

Onnivoro

SI +

Opportunista +

Raggiungimento

maturità sessuale

Prole

Aggressività

motilità

2-6 anni

50-200

NO

Notturna

Primo anno +

>600 +

SI +

24 ore +

Procambarus clarkii: sono stati campionati mensilmente, da giugno

2007 a luglio 2009 dal Lago Trasimeno, per un totale di 3153 esemplari

parametri morfometrici per valutare:

� lunghezza totale frequenza di lunghezze per sesso

� lunghezza del cefalotorace regressione lunghezza-peso

� lunghezza delle chele curve di accrescimento

� peso totale

parametri biologici per valutare:

� maturazione uova ovariche periodo di riproduzione

e pleupodiali

� presenza gastroliti periodo di muta (accrescimento)

� sesso sex ratio

� peso dell’addome indici di condizione

� peso dell’epatopancreas indice epatosomatico

Dörr AJM, Scalici M. 2013 Knowledge and Management of Aquatic Ecosystems (2013) 408, 10

0

50

100

150

200

250

22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54 56 58 60 62 64 66 68 70

Females

0

50

100

150

200

250

22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54 56 58 60 62 64 66 68 70

Males

Length frequencies

ELEPHAN I.Growth curves

K L∞ C Wp

Females 0.61 73.71 0.51 0.13

Males 0.62 69.35 0.43 0.27

-1,7

-1,6

-1,5

-1,4

-1,3

-1,2

-1,1

-1,0

-0,9

-0,8

0

20

40

60

80

100

Moulted Females Moulted males Hydrological level

% m

Frequency (%) of moulted females (red) and males (blu), and water level (black)

0

5

10

15

20

25

30

0

20

40

60

80

100

Moulted Females Moulted males Water Temperature

% T °C

Frequency (%) of moulted females (red) and males (blu), water lake temperature (yellow)

-1,8

-1,6

-1,4

-1,2

-1,0

-0,8

-0,6

-0,4

-0,2

0,0

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Jun 07

Jul 07

Aug 07

Sep 07

Oct 07

Nov 07

Jan 08

Feb 08

Mar 08

Apr 08

May 08

Jun 08

Jul 08

Aug 08

Sep 08

Oct 08

Nov 08

Dec 08

Jan 09

Feb 09

Mar 09

Apr 09

May 09

Jun 09

Jul 09

Moulted females Adult females with mature gonads Water lake level

Frequency (%) of moulted females (green), females with mature ovarian eggs (red) and water lake level (black)

0

5

10

15

20

25

30

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Jun 07

Jul 07

Aug 07

Sep 07

Oct 07

Nov 07

Jan 08

Feb 08

Mar 08

Apr 08

May 08

Jun 08

Jul 08

Aug 08

Sep 08

Oct 08

Nov 08

Dec 08

Jan 09

Feb 09

Mar 09

Apr 09

May 09

Jun 09

Jul 09

Moulted Females Adult females with mature gonads Water lake temperature

Frequency (%) of molted females (green), females with mature ovarian eggs (red) and water lake temperature (black)

Frequency of juveniles, pleopod eggs and sexual maturity of the internal egg stages for each sampling month

Oocites: Immature Starting maturation Mature Pleopod eggs juvenile

A) Newly hatched P. clarkii; (B) stage 1 juvenile

Different forms of stage 1 juveniles in chronologic order

Stage 1 juvenile (A) moltig intostage 2 juvenile (B). The pleopodegg stages, newly hatched, stage 1and 2 juveniles of were collectedfrom one female only.

Photos by A. J. Martin Dörr

Pleopod egg stages of P. clarkii: (A) after spawning and (B)

ready to hatch

Ecological spectrum of P. clarkii

Months J F M A M J J A S O N D

Ovarian eggs

Spermatophores

Berried females

Juveniles

Ecdisys

Mean lake water

Temperature °C 7 8 11 16 21 24 27 26 21 16 10 6

Ecological spectrum of A. pallipes

Months J F M A M J J A S O N D

Ovarian eggs

Spermatophores

Berried females

Juveniles

Ecdisys

Ecological spectrum of P. clarkii

Months J F M A M J J A S O N D

Ovarian eggs

Spermatophores

Berried females

Juveniles

Ecdisys

Ecological spectrum of A. pallipes

Months J F M A M J J A S O N D

Ovarian eggs

Spermatophores

Berried females

Juveniles

Ecdisys

Indagine micologicaAphanomyces astaci Schikora, 1903, la peste dei gamberi

è presente in Umbria?Vettore della peste: gamberi americani (NICS) L’infezione è letale per i gamberi europei (ICS)

I gamberi americani sono in grado di incapsulare il micelio perproteggersi. Il fungo può ancora essere disperso, dunque questigamberi agiscono da vettori e portatori sani.

I gamberi europei non possono reagire, così il micelio si diffonde nelloro corpo. Ospite obbligatorio.I gamberi infettati muoiono in tempi molto brevi (tutta la popolazione)senza evidenti segni esterni.Non appena il fungo infetta i gamberi europei, il micelio si sviluppa eproduce altre spore che si diffondono in acqua e si possono rinvenireanche nel muco dei pesci, come nelle piume e peli di altri animali.Non esiste cura

Aphanomyces astaci è nominato tra i 100 invasori peggiori del mondo dal“World’s Worst” dall’ Invasive Species Specialist Group (ISSG) of The WorldConservation Union (IUCN).

Experimental growth of Phoma glomerata on the cuticle (chitin) of P. clarkii. A) dorsal part of the chephalotorax; B) ventral part of abdomen

Fungi Taxa recorded on the exoskeleton of P. clarkii from Lake Trasimeno (86 specimens sampled from June 2007 to June 2008)

33 specie fungine per 20 generiFusarium dimerum Penz.

Fusarium oxysporum Schltdl.

Fusarium proliferatum (Matsush.) Nirenberg ex Gerlach &

Nirenberg

Fusarium verticillioides (Sacc.) Nirenberg

Fusarium sp.

Gliocladium spp.

Graphium sp.

Microdochium bolleyi (R. Sprague) de Hoog & Herm.-Nijh.

Mucor plumbeus Bonord.

Mucor sp.

Paecilomyces lilacinus (Thom) Samson

Penicillium sp.

Phoma glomerata (Corda) Wollenw. & Hochapfel

Rhizopus stolonifer (Ehrenb.) Vuill.

Trichoderma sp.

Zythiostroma sp. Höhn. ex Falck

Yeast

Sterile mycelium

Actinomycete

Bacteria

Acremonium chrysogenum (Thirum. & Sukapure)

W. Gams

Acremonium kiliense Grütz

Acremonium sp.

Alternaria alternata (Fr.) Keissl.

Alternaria cheiranthi (Lib.) P.C. Bolle

Alternaria chlamydospora Mouch.

Aspergillus fumigatus Fresen.

Aspergillus terreus Thom

Aspergillus sp.

Aureobasidium pullulans var pullulans (de Bary) G.

Arnaud

Aureobasidium pullulans var melanigerum Herm.-

Nijh.

Chaetomella raphigera Swift

Cladosporium chlorocephalum (Fresen.) E.W. Mason

& M.B. Ellis

Cladosporium cladosporioides (Fresen.) G.A. de

Vries

Clonostachys rosea (Preuss) Mussat

Emericellopsis sp.

Epicoccum nigrum Link

Dörr AJM, Rodolfi M, Elia AC, Scalici M, Garzoli L, Picco A

2012. Fund Appl Limnol 180, 77-84

Dörr AJM, Elia AC, Rodolfi M, Garzoli L, Picco A, D'amen M,

Scalici M 2012. J Limnol 71, 135-143

Taxa potenzialmente pericolosi per la salute dell’uomo,

per la flora e la fauna (Atlas of Clinical Fungi).

Acremonium kilienseAspergillus candidusAspergillus fumigatusAspergillus terreusAureobasidium pullulans

Fusarium dimerumFusarium oxysporumFusarium verticillioidesFusarium sp.

Paecilomyces lilacinusPenicillium chrysogenum

Phoma glomerata

Prevalence (%) of Phoma glomerata on P. clarkii from Lake Trasimeno

Prevalence (%) of Phoma glomerataon P. clarkii for each sex and lifestage (June 2007- June 2008)

Prevalence (%) of Phoma glomerata on P. clarkii grouped

seasonally

(prima segnalazione per l’Italia e nelle acque dolci)rappresenta la specie dominante con il 67.4% di prevalenza

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1 2 3 1 2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 1 2 3Acremonium chrysogenumAcremonium kilienseAcremonium sp.A.alternata x x x x xA.cheiranthi xAlternaria chlamydosporaA. fumigatus xAspergillus sp.A. terreus xA. pullulans x x xChaetomella raphigenaC. cladosporioides x x x x x x x x x x x x x x xC.chlorocephalum x xC. rosea x xGraphium sp. xEmericellopsis sp.E.nigrum x x x x x xF.oxysporum x x x x x x x x xF. retro rosa xF. verticillioides xFusarium proliferatumFusarium sp. x x x x x x x x x x xFusarium dimerumGliocladium sp.M.bolleyi xMucor.plumbeus x x xMucor sp.P. lilacinumPenicillium sp. x x x x x x x x xP. glomerata x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x xR. stolonifer x x x xTrichoderma sp. x xZythiostroma sp.Sterile mycelium x xWhite yeast x x x x x x x x

Actinomycete x x x xBacteria x x x x xYellow bacteria xPink bacteria xSex F F M F M M F M F F F F M M F F F F F F F M M F M M M M M F F M M M M F MLife stage J J A J A A A A A J J J A A A A A A J J J J A A J A A J A A A A J A A A AMoult N N N N N N N N N N N Y N N N N N N Y Y Y Y N N Y N N Y N N N N N N N N N

NovemberTaxa

June 2007 July August September October

Number of Taxa recorded on P. clarkii sampled monthly from Lake Trasimeno in 2007

0 1-3 4; >4

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 5 6Acremonium chrysogenum xAcremonium kiliense xAcremonium sp. x x xA.alternata x x x x xA.cheiranthiAlternaria chlamydospora x x x x x x x x x xA. fumigatus xAspergillus sp. x x x x xA. terreusA. pullulans x x xChaetomella raphigena x x x x xC. cladosporioides x x x x x xC.chlorocephalum xC. roseaGraphium sp.Emericellopsis sp. xE.nigrumF.oxysporumF. retro rosa x x x x x xF. verticillioidesFusarium proliferatum x xFusarium sp. x x x x xFusarium dimerum xGliocladium sp. x x x xM.bolleyiMucor.plumbeusMucor sp. x x xP. lilacinum x x xPenicillium sp. x x x x x x x x x xP. glomerata x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x xR. stolonifer x xTrichoderma sp. x x x x x x xZythiostroma sp. xSterile mycelium x x x x x x xWhite yeast x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x

Actinomycete x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x xBacteria x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x xYellow bacteria x x x x x x x xPink bacteriaSex F F F F F M M M M M F F M M M F M M F M F M F F F F F F F F F F F M M M M F M F M F M M F F F F MLife stage A J J A A A A A J J A J A J A A A J A A J A A A A A A A A A A A J A A A A A A J A A A A A A A A AMoult N N N N N N N N N N N N N N N N N Y N N Y N N N N N N N N N N N N N N N N N N Y N N N N N N N N N

April May Taxa January 2008 February JuneMarch

Number of Taxa recorded on P. clarkii sampled monthly from Lake Trasimeno in 2008

0 1-3 4; >4

Prevalence (%) of fungi Taxa of P. clarkii from Lake Trasimeno (June 2007- June 2008)

Sugli esemplari di Procambarus clarkii campionati dal LagoTrasimeno non è stato rinvenuto l’agente patogeno dellapeste dei gamberi: Aphanomyces astaci.

Phoma glomerata con una prevalenza di oltre 60%,rappresenta un interessante reperto micologico, in quanto laspecie non era stata mai segnalata per l’Italia. Tuttaviarappresenta un dato allarmante in quanto specie patogenaanche per l’uomo.

Tra le specie fungine più interessanti è il genere Fusarium, conuna prevalenza di oltre 40%. I patogeni di questo generepotrebbero causare ulteriore rarefazione della specie digamberi ICS.

• NICS

Procambarus clarkiiOrconectes limosusAstacus leptodactylus

• ICS

Austropotamobius pallipes

Presence of crayfish species NICS and ICS

Austropotamobius pallipes

ICS E NICS (1970) ICS and NICS (2009 )

A. pallipes affected by Burn spot disease (mycosis?)

ICS E NICS (1970

ICS E NICS (2014)

?

?

?

?

?? ?

CONCLUSIONIP. clarki contro A. pallipes

• Ampia valenza ecologica e resiste alla siccità ed a alte temperature • Tasso di accrescimento più elevato • Raggiunge la maturità sessuale prima ed ha una prole più

numerosa• Comportamento molto aggressivo soprattutto dei maschi adulti• Motilità anche durante le ore diurne e sulla terra ferma • Disturbo durante la fase riproduttiva ed alimentare• Sovrapposizione alimentare (opportunista)• Procambarus clarkii è potenzialmente in grado di accrescersi e di

riprodursi negli ambienti dove è presente A. pallipes e dunque può invadere il loro habitat portando con sé anche i suoi patogeni

• Invasione delle popolazioni NICS• Rarefazione delle popolazioni ICS