From local data to European network: addressing knowledge gaps in marine biodiversity through the study of amphipod crustaceans

This PhD thesis, carried out within the framework of Spoke 7 of the National Biodiversity Future Centre (NBFC) and funded by the NextGenerationEU programme, aims to address significant gaps in our understanding of the taxonomy, geographical distribution and digitisation of biological data on marine invertebrates in the Mediterranean basin, with a specific focus on amphipod fauna. Amphipods play a crucial ecological role as bioindicators of environmental quality and as a key link in marine food webs; yet, until now, their mapping and the availability of structured data have been patchy. The project addressed this issue by operating across three different geographical scales and integrating field research with biodiversity informatics. At a regional level, the survey focused on monitoring fouling communities in various port systems across Sicily, including Palermo, Licata and, in particular, the smaller port of Trapani, which had not previously been studied. This phase not only enabled the identification of non-indigenous species (NIS) and highlighted the role of small ports as crucial hubs for their secondary dispersal, but also led to significant taxonomic discoveries extending to other invertebrates, such as the description of the new copepod species Haplostomides magnus n. sp., and the first record in the central Mediterranean of the marine mite Litarachna duboscqi. At national level, the research project coordinated a network of experts to carry out a coordinated and systematic update of the Checklist of Amphipods of the Italian Seas, which had remained unchanged for over fifteen years, mapping their distribution within the Italian Exclusive Economic Zone, whilst at continental level, work began on compiling a European dataset aimed at defining biogeographical provinces based on the presence of these crustaceans. Finally, the entire corpus of data collected and reviewed was digitised and standardised in accordance with the international Darwin Core criteria and the FAIR principles, culminating in its publication on the international platform GBIF (Global Biodiversity Information Facility). In conclusion, this work demonstrates the effectiveness of the synergy between traditional taxonomy and modern biodiversity informatics tools, providing the international scientific community and environmental management bodies with a robust, open and shared dataset, which is essential for future strategies to monitor, conserve and combat the loss of marine biodiversity.

Questa tesi di dottorato, inserita nel contesto dello Spoke 7 del National Biodiversity Future Centre (NBFC) e finanziata dal programma NextGenerationEU, si propone di colmare le significative lacune conoscitive riguardanti la tassonomia, la distribuzione geografica e la digitalizzazione dei dati biologici degli invertebrati marini nel bacino del Mediterraneo, focalizzandosi in modo specifico sulla fauna ad Anfipodi. Gli anfipodi rivestono un ruolo ecologico cruciale come bioindicatori della qualità ambientale e come anello di congiunzione fondamentale nelle reti trofiche marine, eppure la loro mappatura e la disponibilità di dati strutturati risultavano fino ad oggi frammentarie. Il progetto ha affrontato questa problematica operando su tre diverse scale geografiche e integrando la ricerca sul campo con l'informatica della biodiversità. A livello regionale, l'indagine si è concentrata sul monitoraggio delle comunità di fouling in diversi sistemi portuali della Sicilia, tra cui Palermo, Licata e in particolare il porto minore di Trapani, precedentemente inesplorato. Questa fase ha permesso non solo di censire le specie non indigene (NIS) ed evidenziare il ruolo dei piccoli porti come hub cruciali per la loro dispersione secondaria, ma ha anche portato a rilevanti scoperte tassonomiche estese ad altri invertebrati, come la descrizione della nuova specie di copepode Haplostomides magnus n. sp. e la prima segnalazione nel Mediterraneo centrale dell'acaro marino Litarachna duboscqi. A livello nazionale, la ricerca ha coordinato una rete di esperti per realizzare un coordinato e sistematico aggiornamento della Checklist degli Anfipodi dei mari italiani, ferma da oltre quindici anni, mappandone la distribuzione all'interno della Zona Economica Esclusiva italiana, mentre a livello continentale è stato avviato il processo di compilazione di un dataset europeo volto a definire le province biogeografiche in base alla presenza di questi crostacei. Infine, l'intero corpus di dati raccolti e revisionati è stato digitalizzato e standardizzato secondo i criteri internazionali del Darwin Core e i principi FAIR, culminando nella pubblicazione sulla piattaforma globale GBIF (Global Biodiversity Information Facility). In conclusione, il lavoro dimostra l'efficacia della sinergia tra la tassonomia tradizionale e i moderni strumenti di Biodiversity Informatics, fornendo alla comunità scientifica internazionale e agli organi di gestione ambientale una solida base di dati aperta e condivisa, indispensabile per le future strategie di monitoraggio, conservazione e contrasto alla perdita di biodiversità marina.