Concentrations of metals in Patella intermedia, Patella rustica, Patella ulyssiponensis and Patella vulgata shells along the Portuguese continental coast

Specimens of Patella intermedia, Patella rustica, Patella ulyssiponensis, and Patella vulgata, were collected at 13 sampling sites along the Portuguese continental coast, and analyzed for shell (size, form and Calcium, Iron, Potassium, Sodium and Strontium content) and radula characteristics. The main aims of the study were to assess if the concentration of these metals, (a) are reliable taxonomic characters for these limpet species, (b) were different in the studied limpets, at each sampling site. Whereas the shell calcium content was not significantly different between sites and species, the concentration of the other metals was generally significantly different between sites (for each species), and between species (at each site). Generally, at each site, P. ulyssiponensis or P. rustica had the highest iron shell content, and P. intermedia or P. vulgata, the lowest. An inverse situation was found for potassium and sodium. Several significant correlations were found in the concentration of the assayed metals in each of the species. However, no significant correlation was found between the concentration of the assayed metals in P. intermedia and P. ulyssiponensis shells and seawater temperature. The addition of the shell metal content variables to shell size or form and radula size variables, in Canonical Discriminant Analysis, increased the number of correctly identified specimens. The variables with higher loadings were radula variables followed by shell iron and potassium content. It was concluded that the concentrations of iron, potassium, sodium and strontium in P. intermedia, P. rustica, P. ulyssiponensis and P. vulgata shells was generally not constant along the Portuguese continental coast, and therefore are not reliable taxonomic characters for these species. However, on a local basis, the radula size together with the shell metal content could discriminate the studied limpet species. Riassunto Lungo la costa portoghese sono stati raccolti esemplari di Patella intermedia, Patella rustica, Patella ulyssiponensis e Patella vulgata e sono state analizzate le caratteristiche della conchiglia (forma, dimensioni e contenuto di calcio, ferro, potassio, sodio e stronzio) e della radula. Gli obiettivi principali dello studio erano quelli di valutare se la concentrazione di questi metalli fosse una caratteristica tassonomica attendibile per queste specie di Patella, o fosse variabile a seconda dei luoghi di provenienza degli esemplari. Il contenuto di calcio nella conchiglia e risultato molto simile per tutti i luoghi di prelevamento e per le diverse specie. Al contrario, la concentrazione della maggior parte degli altri metalli, e per quasi tutte le specie variabile nei diversi luoghi di campionatura. Nonostante lungo la costa la concentrazione di ferro, potassio e sodio risulti variabile, tuttavia questi metalli hanno mostrato una trend comune nelle varie specie di Patella studiate nella maggioranza dei luoghi di campionatura. Nelle aree settentrionali della costa, le conchiglie con maggiore concentrazione di ferro sono quelle di P. ulyssiponensis, nelle aree meridionali quelle di P. rustica. Situazione inversa e stata osservata per il contenuto di potassio e di sodio. La concentrazione di stronzio e molto variabile lungo tutta la costa. Per la maggior parte delle combinazioni luoghi/metalli, si e osservata una differenza significativa nel contenuto di metalli nelle conchiglie delle diverse specie. Per tutte le aree, almeno un metallo mostra una concentrazione nella conchiglia diversa fra le varie specie. Le due specie con meno differenza nel contenuto dei metalli nella conchiglia sono P. intermedia e P. vulgata. I dati di letteratura mostrano che in alcuni molluschi esiste una relazione tra la concentrazione di alcuni metalli nella conchiglia e la temperatura delle acque marine. Con riferimento a questi lavori si cercato di verificare, per P. intermedia e P. ulyssiponensis e per i metalli che presentavano una concentrazione significativamente differente nei diversi luoghi di campionatura, se esiste una correlazione significativa tra il contenuto di metallo nella conchiglia e la temperatura dell’acqua. In nessun caso e stata registrata una relazione significativa. Allo scopo di confrontare la concentrazione dei metalli della conchiglia con le variabili generalmente utilizzate per distinguere le specie di Patella ‐ dimensioni e forma della conchiglia e dimensioni della radula ‐ e stata eseguita l’Analisi Discriminante Canonica. I risultati migliori per l’individuazione delle varie specie sono stati ottenuti usando contemporaneamente le variabili relative alle dimensioni conchigliari, al contenuto di metalli della conchiglia e alle dimensioni della radula. Tutti gli esemplari, tranne uno, sono stati identificati correttamente a posteriori a livello di specie. Le variabili con maggiore influenza sono state quelle relative alla radula, seguite dal contenuto in ferro e potassio. Si deduce che le concentrazioni di ferro, potassio, sodio e stronzio in P. intermedia, P. rustica, P. ulyssiponensis e P. vulgata in genere non sono costanti lungo la costa portoghese e di conseguenza, non rappresentano caratteristiche tassonomiche attendibili per queste specie di Patella, mentre, a scala locale, la dimensione della radula insieme al contenuto di metalli della conchiglia puo differenziare in maniera soddisfacente le specie di Patella studiate. La concentrazione di calcio, ferro, potassio, sodio e stronzio in P. intermedia ed in P. ulyssiponensis non risulta essere in relazione semplice e diretta con la temperatura dell’acqua e dunque queste variabili non possono essere utilizzate per valutazioni precise delle paleotemperature.