Rapp. Comm. int. Mer Médit., 36,2001

195

Introduction

Aquaculture activities (particularly mussel farms) are undergoing a

rapid expansion in many parts of the world, resulting in an increasing

interest and concern for their potential impact on coastal marine envi-

ronments (1). Mussel cultivation produces large biodeposits of pseu-

do-faeces and faeces (2), which affect the quality and quantity of par-

ticulate organic matter available for benthic organisms (3) and stimu-

late microbial biomass and productivity (4). Bacteriological monitor-

ing (i.e. vibrios) is of great importance especially in aquaculture, in

fact areas suitable for productive purposes must possess optimal qual-

ity levels (5, 6, 7). In order to assess the effects of mussel farming on

the coastal marine environment of a temperate area of the western

Mediterranean, cultivable vibrios were studied in both water column

and sediments beneath a mussel farm and compared with a control

site.

Materials and methods

This study was conducted from March 1997 to February 1998 in the

Gulf of Gaeta (Tyrrhenian Sea, NW-Mediterranean Sea). Sediment

and water samples (at a depth of 0 and 10 m ) were collected, respec-

tively, by SCUBA divers and by using 9-liter Niskin bottles on a

monthly basis at two stations: the Mussel station located inside the

mussel farm and the Control station (about 1 km away from the mus-

sel farm) in a southern area not occupied by the aquaculture plants. All

stations were located at a depth of 10 m.

The temperature (T, °C) was measured by a portable multiparamet-

ric probe (Hydrolab, Inc. Austin, USA). To evaluate the density of

halophilic vibrios research was carried out by filtering va 

r 

i 

o 

u 

s

amounts of each sample (1, 10 and 100 ml) through Millipore mem-

brane (0.45 µm) and placed on TCBS agar (Difco). Incubation was

carried out at 20 and at 37 °C for 24 h in order to enumerate respec-

tively the total presumptive vibrios (PV), usually present in the marine

environment, and PVP (presumptiveVibrio parahaemolyticus), a

group of potentially pathogenic species able to grow at 37 °C.

Results and discussion

The average values (± se) relative to vibrio-like organisms are

reported in Table 1. In water column, presumptive vibrio abundance

was not significantly higher than in the Control (t-test, p = 0.46 and p

= 0.31 for surface and bottom water, respectively), even though it was

constantly high, (in surface and bottom layer) during the warmest

months (June – September), when the water temperature ranged from

16.5 to 25.7 °C. In farm sediments, the density of total vibrios (on

average, 6.3 ± 5.9 x 10

4

CFU g

-l

) was higher than in the Control (on

average 4.0 ± 3.2 x 10

4

CFU g

-l)

even though this difference was not

significant (t-test, p = 0.22). PVP density in the Mussel station showed

a course similar to the Control and was significantly correlated to tem-

perature (r ranging from 0.76 to 0.91; p<0.01 at surface and bottom

layer, respectively) for all stations, indicating that temperature exerts a

major control on this bacterium. MoreoverV. parahaemolyticuswas

distributed homogeneously with no variation between the control and

the mussel station in?uenced by the biodeposition of the mussel farm

(8).

The density of total vibrios in mussel farm sediments was higher

than at the Control, whereas no clear differences were observed for

water column probably due to the higher hydrodynamic regime and

dilution (9). These results indicate that these bacteria are good indica-

tors of organic enrichment and suggest that mussels concentrate vib-

rios, which are then released, through faeces and pseudo-faeces to sur-

face sediments. Larger sinking particles such as faecal aggregates (10)

and marine snow (11) may constitute substrate for bacteria coloniza-

tion. In fact the results confirm that vibrios and particularly V. para-

haemolyticusare frequently found in surface sediments when the sur-

rounding water column conditions are unfavorable (i.e. low tempera-

ture, 12) or on suspended substrata (13). The microorganisms present

in the sediment of the Gulf of Gaeta, a highly retentive system (i.e.,

accumulation system), is increased by organic loads resulting from

mussel biodeposition.

References

1 - Barg U., Phillips M.J., 1998. Environment and Sustainability. FAO I

n° 886, Rev.1, FAO, Rome, pp. 163. 

2 - Grenz C., 1989. Quantification et destinée de la biodéposition en

zones de production conchylicole intensive en Méditerranée. Thése Doct.

Univ.Aix-Marseille II, 144 pp.

3 - Grenz C., Hermin M.N., Baudinet D., Daumas R., 1990. In situ

biochemical and bacterial variation of sediments enriched with mussel

biodeposits.Hydrobiol.,207: 153-160.

4 - Moriarty D.J.W., 1986. Bacterial productivity in ponds used for the

culture of penaeid prawns. Microbial Ecol., 12: 259-269.

5 - Maugeri T.L., CrisafiE., Zaccone R., 1987. Halophilic vibrios in

cultivated molluscs. Microbiologie,Aliments, Nutrition, 5: 135-139.

6 - Caruso G., Zaccone R., Genovese L., CrisafiE., 1998.

Microbiological monitoring of Castellammare Gulf (TP) waters for their

suitability in marine aquaculture. Microbiologica,21: 169-182.

7 - Maugeri T.L., Caccamo D., Gugliandolo C., 2000. Potentially

pathogenic vibrios in brackish waters and mussels. J.Appl. Microbiol.,

89: 261-266.

8 - Mirto S., Gambi C., Cecchi M., Manganaro A., 1999. In?uences of

biodeposition due to intensive mussel culture on coastal meiofaunal

assemblages: preliminary results. Atti Associazione Italiana Oceanologia

Limnologia, 13: 301-307.

9 - La Rosa T., 1998. Comunità microbiche in aree interessate da

impianti di maricoltura. PhD Thesis, University of Messina, 94 pp.

10 - Pomeroy L.R., Deibel D., 1980. Aggregation of organic matter by

pelagic tunicates. Limnol. Oceanogr., 25: 643-652.

11 - Shanks A.L., Trent J.D., 1980. Marine snow: sinking rates and

potential role in vertical ?ux. Deep Sea Res., 27A: 137-143.

12 - KanekoT., Colwell R.R., 1978. The annual cycle of Vibrio

parahaemolyticusin Chesapeake Bay.Microb. Ecol., 4:135-155.

13 - Venkateswaran K., Kim S.W., Nakano H., Onbé T., Hashimoto H.,

1989. The association of Vibrio parahaemolyticusserotypes with

zooplankton and its relationship with bacterial indicators of pollution.

System. Appl. Microbiol., 11: 194-201.

VIBRIOS INCREASE AS INDICATOR OF MUSSEL - FARM IMPACT

IN COASTAL MARINE ENVIRONMENT

La Rosa T. and Maugeri T.L.*

*Department of Animal Biology and Marine Ecology, University of Messina, Italy - tmaugeri@unime.it

Abstract.

Counts of cultivable bacteria were made in order to determine the impact of a mussel farm on the quality of the water and sediment, in a

coastal area of the Tyrrhenian Sea. Bacterial parameters were examined from March, 1997 to February, 1998 at mussel and control stations.

A significant correlation between temperature and Vibrio parahaemolyticuswas reported at the control and mussel stations. Vibrio

distribution in the water column is not related to the biodeposition of the mussel farm. Mussel farms determined an increase in density of

vibrios in sediments, suggesting that these bacteria are good indicators of organic enrichment.

Key-words: bacteria, Mediterranean Sea, aquaculture

Table 1. Average values of presumptive vibrios (PV) and pre-

sumptive Vibrio parahaemolyticus (PVP) in the water and sedi-

ment samples of the Gaeta Gulf.

PV

PVP

ControlMusselControlMussel

samples

x ± sex ± sex ± sex ± se

Surface water

a

3.5±2.9 x 10

3

3.6±2.5 x 10

3

4.6±3.5 x 10

2

5.0±4.7 x 10

2

Bottom water

a

1.4±1.0 x 10

4

4.2±2.4 x 10

3

2.6±1.6 x 10

2

9.2±1.7 x 10

2

Sediment4.0±3.2 x 10

4

6.3±5.9 x 10

4

6.0±1.0 x 10

3

4.5±3.5 x 10

3

a The number of vibrios is referred to CFU 100 ml-1 for bottom and

surface water.