Spatial and temporal variation in population genetic structure of Anisakid Nematodes
Author(s)
Belli, Beatrice
Date Issued
June 5, 2025
Type
Doctoral Thesis
Abstract
The conservation of marine biodiversity and the stability of trophic webs are increasingly threatened by environmental and anthropogenic disturbances, including overfishing, pollution, and global climate change. Innovative approaches are needed to monitor human impacts on the biodiversity at species and genetic levels.
Anisakid nematodes provide a valuable tool for studying ecosystem dynamics, as their life cycles are deeply embedded within trophic webs, and their genetic variability often reflects the health and stability of host populations. This thesis utilizes anisakid parasites to explore key questions about marine biodiversity and ecosystem health, focusing on species from the genera Anisakis and Contracaecum, providing an opportunity to examine how environmental and human pressures shape the variability of their genetic pool.
The first paper examines the genetic variability of Contracaecum osculatum sp. B populations in Arctic regions across temporal scale, employing novel microsatellite markers to analyse historical and contemporary samples. The results reveal a loss of rare haplotypes over time, suggesting reduced genetic variability likely driven by host population dynamics, and/or environmental changes. Concurrently, the emergence of new haplotypes indicates ongoing evolutionary processes. This work highlights the utility of a multilocus approach, combining mitochondrial and nuclear markers, to capture fine-scale genetic variation and understand trophic web stability over temporal scales.
The second paper investigates the occurrence of hybridization phenomena between Anisakis pegreffii and Anisakis simplex (s.s.) in their sympatric area in the North-East Atlantic. Using a multilocus genotyping approach, the study detected admixture and mitochondrial introgression events between the two species. Despite ongoing hybridization, the findings suggest that reproductive isolation exists between the two species, maintaining their evolutionary boundaries. The implications of these phenomena are discussed, particularly in the context of sea warming in European waters.
La conservazione della biodiversità marina e la stabilità delle reti trofiche sono sempre più minacciate da disturbi ambientali e antropogenici, tra cui la pesca eccessiva, l'inquinamento e i cambiamenti climatici globali. Sono necessari approcci innovativi per monitorare gli impatti umani sulla biodiversità a livello di specie e genetico. I nematodi anisakidi offrono uno strumento prezioso per studiare le dinamiche degli ecosistemi, poiché i loro cicli vitali sono profondamente
integrati nelle reti trofiche e la loro variabilità genetica spesso riflette la salute e la stabilità delle popolazioni ospiti. Questa tesi ha come obiettivo globale quello di utilizzare i parassiti anisakidi per indagare questioni chiave inerenti la biodiversità marina e la salute degli ecosistemi, concentrandosi su specie appartenenti ai generi Anisakis e Contracaecum, offrendo un'opportunità per esaminare come le pressioni ambientali e antropogeniche ne influenzino la variabilità genetica a livello di popolazione.
Il primo lavoro esamina la variabilità genetica delle popolazioni di Contracaecum osculatum sp. B nelle regioni artiche su scala temporale, impiegando nuovi marcatori microsatelliti per analizzare campioni storici e contemporanei. I risultati rivelano una perdita di aplotipi rari nel tempo, suggerendo una riduzione della variabilità genetica probabilmente causata da variazioni delle dinamiche delle popolazioni ospiti e/o dai cambiamenti ambientali. Parallelamente, l'emergere di nuovi aplotipi indica processi evolutivi in corso. Questo lavoro sottolinea l'utilità di un approccio multilocus, che combina marcatori mitocondriali e nucleari, per catturare variazioni genetiche su scala temporale e comprendere la stabilità delle reti trofiche nel tempo.
Il secondo articolo indaga i fenomeni di ibridazione tra Anisakis pegreffii e Anisakis simplex (s.s.) nell’area simpatrica del Nord-Est dell'Atlantico. Utilizzando un approccio di genotipizzazione multilocus, lo studio ha rilevato eventi di mescolanza genetica e introgressione mitocondriale tra le due specie. Nonostante l’esistenza di fenomeni di ibridazione, i risultati suggeriscono la persistenza di isolamento riproduttivo tra le due specie. Le implicazioni di questi fenomeni vengono discusse in questo lavoro, in particolare nel contesto del riscaldamento globale che interessa anche le acque Europee.
Additional information
Dottorato di ricerca in Ecologia e Gestione Sostenibile delle Risorse Ambientali
Tesi di dottorato. 37. ciclo
Tesi di dottorato. 37. ciclo
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