TBT e Imposex nei molluschi

La crescente espansione delle attività umane ha determinato, soprattutto a partire dagli anni quaranta, profonde alterazioni degli ambienti naturali. I danni provocati dall’uomo sono molteplici e possono essere così riassunti: prelievo dei minerali, pesca, dragaggi, modifica dell’ambiente geofisico con opere di vario tipo, moli, porti, immissioni di acque calde, apertura di barriere naturali ed infine immissione in mare di sostanze di varia natura. Secondo la definizione dell’O.N.U. si intende inquinamento marino l’immissione in mare diretta o indiretta di sostanze e di energie che producono effetti negativi sulla qualità delle acque, sulla salute umana e sulle risorse biologiche. I rifiuti si dividono in quattro categorie: Rifiuti Biodegradabili, Non Conservativi, Rifiuti Particellari e Rifiuti Conservativi. Noi ci soffermeremo sui rifiuti conservativi che sono rappresentati dai composti organo–alogenati (IPA) ed i metalli pesanti, che permangono in acqua senza subire il processo di degradazione, concentrandosi negli organismi attraverso le catene alimentari.

I predatori, all’interno dei vari livelli della catena alimentare, sono soggetti ad accumulare le sostanze tossiche in una quantità maggiore quanto più alto è il livello trofico che essi occupano (c.d. fenomeno del bioaccumulo). L’avvelenamento provocato dall’accumulo di IPA e Metalli pesanti, può causare effetti deleteri sugli organismi, quali difetti morfologici e danni al sistema nervoso. Il nostro interesse sarà rivolto ai metalli pesanti, termine che si riferisce a tutti gli elementi chimici metallici che hanno una densità maggiore di 5,0 g / cm3. I metalli pesanti spesso appartengono ai cosiddetti “elementi in traccia”, presenti nei più comuni suoli e rocce della crosta terrestre in concentrazioni inferiori allo 0,1%. Esempi di metalli pesanti includono il mercurio, il cadmio, l’arsenico, il cromo, il tallio, piombo, rame e stagno. Alcuni come rame, zinco e cobalto, sono essenziali per tutti gli organismi viventi, ma tossici ad elevate concentrazioni, mentre altri come cadmio, mercurio e piombo hanno soltanto effetti tossici nei sistemi biologici.

I metalli pesanti sono utilizzati in svariati settori, alcuni anche nelle vernici antivegetative, come il tributilstagno o TBT. L’accumulo di organismi incrostanti sulla chiglia delle imbarcazioni, fenomeno noto come “fouling”, porta al danneggiamento delle strutture, al loro appesantimento e a un maggiore attrito durante la navigazione. La formazione di “barbe” e “croste” sulle chiglie immerse dei natanti sono quindi causa di una lunga serie di danni. La formazione di fouling costrinse alla messa a punto di interventi di lotta alle incrostazioni, consistenti nella periodica pulitura, raschiatura, sostituzione dei legni infestati, e quindi nella “calafatura”, che aveva non solo la funzione di impermeabilizzare le strutture, ma anche di combattere l’insediamento delle larve planctoniche attraverso l’applicazione della vernice antivegetativa contenente la sostanza biocida, che quale viene rilasciata a poco a poco formando attorno allo scafo uno strato d’acqua ad elevata concentrazione di TBT, che impedisce l’insediamento degli organismi.

Il destino del TBT nell’ambiente acquatico è caratterizzato dal manifestarsi di tre processi: Degradazione, Adsorbimento e Bioaccumulo. Alcuni organismi sono dotati della capacità di assorbire dall’ambiente determinate sostanze per poi trattenerle all’interno dei propri tessuti senza eliminarle tramite processi metabolici. Sfruttando questa capacità si selezionano piante e animali estremamente resistenti agli inquinanti. L’utilità principale di questo tipo di organismi è quella di bioindicatori: monitorando costantemente le colture di bioaccumulatori è possibile valutare lo stato di salute dell’ecosistema, analizzando fattori come la presenza di metalli pesanti (piombo, vanadio, cadmio, cromo, zinco, nichel, manganese), idrocarburi, altri tossici o elementi radioattivi (radionuclidi come il cesio 137). L’utilizzo del TBT nelle vernici antivegetative si è dimostrato la causa del declino di numerose popolazioni di Gasteropodi, in particolare in prossimità di porti e marinerie. Inoltre, l’uso del TBT è stato responsabile del declino dell’industria di allevamento di ostriche nella baia di Arcachon, sulla costa atlantica francese, causando il fallimento dell’insediamento larvale e gravi alterazioni delle conchiglie negli adulti Nel 1982 le pesanti perdite economiche e il forte impatto ecologico spinsero il governo francese a introdurre una legge che proibiva l’applicazione delle vernici a base di TBT sulle imbarcazioni con lunghezza inferiore ai 25 m, poiché ritenute causa degli ingenti danni. Sulla scorta delle crescenti prove scientifiche, le vernici a base di TBT furono bandite sulle piccole imbarcazioni ( < 25 m) nel Regno Unito nel 1987, negli Stati Uniti nel 1988, in Canada, Australia e Nuova Zelanda nel 1989 e nell’intera Unione Europea nel 1991 Nel 2001 l’International Maritime Organisation (IMO) adottò l’ “International Convention on the Control of Harmful Anti-fouling Systems on Ships” (AFS Convention), che prevede il divieto a livello mondiale dell’applicazione di vernici a base di TBT su carene di ogni dimensione a partire dal 1° gennaio 2003 e ne ha totalmente bandito la presenza a partire dal 1° gennaio 2008.

Uno dei fenomeni attributo all’utilizzo delle vernici anti-vegetative contenenti il TBT è l’imposex, ovvero la “sovrapposizione negli individui di sesso femminile di caratteri maschili ai propri”, soprattutto nei Prosobranchi, partendo dal presupposto che la maggior parte di questi Gasteropodi è gonocorica, ovvero a sessi separati. Nel 1970 a Plymouth (UK) Blaber osservò che numerose femmine di Nucella lapillus presentavano dietro il tentacolo cefalico destro un’escrescenza, in posizione simile al pene maschile. Attualmente l’imposex è documentato in molte specie. Esperimenti condotti da Smith nei primi anni ’80 misero in evidenza la maggiore incidenza dell’imposex in corrispondenza dei porti: innanzitutto venne osservato un maggiore grado di imposex negli individui prelevati nei porti rispetto a quelli prelevati a distanza, inoltre l’imposex veniva indotto in individui provenienti da località incontaminate e trasferiti in prossimità di una porto. La causa venne individuata nelle vernici antivegetative  a base di TBT.

La pressoché totale scomparsa di popolazioni di gasteropodi prosobranchi nelle località portuali è stato il campanello d’allarme che ha innescato la serie di provvedimenti legislativi che hanno progressivamente bandito l’uso del TBT nelle vernici antivegetative. Gli elevati livelli di contaminazione di quelle regioni avevano infatti provocato lo sviluppo dell’imposex fino ai suoi stadi più elevati e la conseguente sterilità della maggior parte delle femmine. Gli effetti a lungo termine a livello di popolazione dipendono comunque anche dalla strategia riproduttiva: nel caso di specie con stadio larvale planctonico le aree fortemente colpite dall’imposex possono venire ripopolate da larve provenienti da altri siti, garantendo così la sopravvivenza della popolazione. In specie prive di stadio larvale planctonico le popolazioni sono invece molto più vulnerabili, data la scarsa probabilità che larve da siti incontaminati riescano a ripopolare l’area.

Anche in località piuttosto distanti da porti e marine sono state individuate popolazioni affette da imposex, nei suoi stadi di sviluppo più bassi. Ciò ha sollevato la questione di quale fosse la concentrazione minima di TBT capace di innescare lo sviluppo dell’imposex. E’ interessante notare che in esperimenti sul campo su popolazioni affette da imposex, lo stadio esibito dagli adulti era molto vicino a quello dei giovani, a suggerire che probabilmente il grado di imposex è determinato principalmente dalla concentrazione di TBT cui sono esposti gli individui prima del raggiungimento della maturità sessuale, nonostante poi possa comunque aumentare. La scarsa conoscenza del funzionamento del sistema endocrino dei molluschi ha però reso particolarmente difficile la comprensione del meccanismo d’azione, tanto che tutt’oggi, dopo vent’anni di studi, questo rimane ancora incerto.