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Biologia

Ridisegnata la mappa di distribuzione della foca monaca

By ScientifiCult 15 Febbraio 2023

Dall’Istria alle isole e coste italiane fino alle Baleari: ridisegnata la mappa di distribuzione della foca monaca dall’Università di Milano-Bicocca

Grazie alla nuova tecnica basata sul DNA ambientale e a un monitoraggio durato due anni, i ricercatori dell’ateneo milanese, in collaborazione con il Gruppo Foca Monaca e con il supporto di nove associazioni, hanno individuato sei “hot spot” di presenza della specie nel Mediterraneo centrale. I dati sono stati pubblicati sulla rivista “Scientific Reports”.

Foca monaca del Mediterraneo (Monachus monachus) presso le Isole Sporadi Settentrionali (Grecia). Credits: F.DiDomenico-GFM

foca monaca — Foca monaca del Mediterraneo (Monachus monachus) presso le Isole Sporadi Settentrionali (Grecia). Credits: F.DiDomenico-GFM

foca monaca, giovane. Credits: E. Coppola-GFM

foca monaca, giovane maschio. Credits: E. Coppola-GFM

Milano, 15 Febbraio 2023 – Alto Adriatico tra Istria e la laguna di Venezia, Salento-Golfo di Taranto, le isole minori siciliane, Sardegna orientale-Canyon di Caprera, Arcipelago Toscano e l’arcipelago delle Baleari. Sono i sei “hot spot” di presenza della foca monaca individuati dai ricercatori dell’Università di Milano-Bicocca, grazie alla tecnica basata sul DNA ambientale, in collaborazione con il Gruppo Foca Monaca APS e con il supporto di nove associazioni ed enti di ricerca impegnati nelle operazioni di campionamento.

A rivelarlo è l’articolo “Playing hide and seek with the Mediterranean monk seal“ (trad.: “Giocando a nascondino con la foca monaca del Mediterraneo”), pubblicato sulla rivista Scientific Reports (DOI: http://doi.org/10.1038/s41598-023-27835-6) e nel quale sono raccolti i dati della vasta campagna di monitoraggio effettuata lungo le coste italiane e nei tratti di mari limitrofi tra il 2020 e 2021 per tracciare la presenza della foca monaca del Mediterraneo (Monachus monachus), una delle specie più rare al mondo.

Con un rivoluzionario sistema di rilevamento non invasivo, basato sulla ricerca di DNA ambientale in campioni di acqua di mare, i ricercatori hanno analizzato 135 campioni prelevati in 120 punti del Mar Mediterraneo centro-occidentale, alla ricerca di tracce molecolari della foca monaca: l’analisi ha rivelato così la presenza del raro pinnipede in aree dove mancano osservazioni dirette da decenni, come ad esempio in molti tratti di mare che circondano la nostra Penisola, dalle acque sovrastanti il canyon di Caprera all’Alto Adriatico fino alle isole Baleari.

Ridisegnata la mappa di distribuzione della foca monaca dall’Università di Milano-Bicocca. Le linee continue blu delimitano le sei zone calde («hot-spot» ad alta incidenza di rilevamenti positivi) identificate nello studio, mentre le linee tratteggiate fucsia mostrano i tratti di mare monitorati ma che non hanno restituito dati molecolari suggestivi della presenza della foca monaca, almeno durante la campagna Spot the Monk 2021, a cui si riferisce l’articolo appena pubblicato. Le aree delimitate in arancione (arcipelago Toscano e delle Pelagie) segnalano le «zone calde» identificate precedentemente dagli stessi autori, utilizzando la stessa metodologia, e riportate nell’articolo su “Biodiversity and Conservation”

La ricerca ha fornito una nuova “visione” della distribuzione territoriale della foca monaca, individuando sei aree di grande interesse (“hot spot”) dove saranno concentrate da subito le attività di monitoraggio dei prossimi anni. Altro dato rilevante è la “positività” di alcuni siti storicamente noti per la presenza della specie e anche di aree vicine alle piccole isole e alle Aree Marine Protette.

Il metodo di rilevamento è stato messo a punto da Elena Valsecchi, ecologa molecolare del dipartimento di Scienze dell’ambiente e della terra dell’Università di Milano-Bicocca, autrice principale dell’articolo e coordinatrice del gruppo di DNA ambientale marino (Marine eDna Group) dell’ateneo milanese, che da alcuni anni promuove il progetto “MeD for Med – Marine environmental DNA for the Mediterranean”, sistema di monitoraggio della biodiversità marina basato proprio sul prelievo di campioni d’acqua e sull’analisi del DNA ambientale in essi contenuto.

Nel 2020 il gruppo di ricerca milanese ha lanciato il progetto “Spot the Monk” in collaborazione con il Gruppo Foca Monaca, per lo studio “focalizzato” su questo pinnipede. Emanuele Coppola, presidente del Gruppo Foca Monaca APS e coautore della pubblicazione, si è occupato di individuare i siti di campionamento al fine di stimare il passaggio stagionale dei pinnipedi e il grado di fedeltà alle singole aree. Siti costieri che, per esperienza diretta o valutazione geo-morfologica, costituivano i potenziali habitat di elezione della foca monaca.

Foto realizzate dall’equipaggio di One Ocean Foundation, una delle associazioni partner nella raccolta di campioni per Spot the Monk. Gallery

La campagna “Spot the Monk” 2021, che ha portato alla individuazione dei sei “hot spot”, è stata realizzata anche grazie al coinvolgimento di diversi programmi di citizen science, facenti capo a nove tra associazioni ed enti di ricerca (in ordine alfabetico: Centro Ricerca Cetacei, Circolo Nautico Rimini, Filicudi Wildlife Conservation, Fondazione Cetacea, IMEDEA (CSIC-UIB), One Ocean Foundation, Progetto Mediterranea, Progetto Manaia e Sailing for Blue Life), che si sono adoperati a raccogliere i campioni, consentendo la raccolta simultanea in distretti marini differenti, strategia che ha consentito di delineare meglio la mappa di presenza o assenza del pinnipede.

«È importante che questi monitoraggi siano svolti in modo omogeneo e scientificamente certificato – dichiarano i team leader della ricerca, Elena Valsecchi e Emanuele Coppola –. Solo così potremo avere dati confrontabili che consentiranno di seguire nei prossimi anni il tanto sperato ritorno della specie nel Mediterraneo centrale. Un lieto evento atteso non solo dal nostro Paese, ma anche da Francia, Spagna, Marocco e Tunisia».

Foto realizzate dall’equipaggio di Progetto Mediterranea, una delle associazioni partner nella raccolta di campioni per Spot the Monk. Gallery

Questa ricerca integra i risultati, ottenuti con lo stesso approccio, pubblicati un anno fa dai ricercatori su“Biodiversity and Conservation” (DOI: https://doi.org/10.1007/s10531-022-02382-0). L’obiettivo finale è quello di stimare gli spostamenti stagionali e l’utilizzo che la specie fa dei vari habitat marini, grazie anche all’integrazione di altri campioni raccolti in alto mare, come quelli prelevati da traghetti in navigazione lungo le rotte commerciali (come descritto in un altro articolo a cura di Elena Valsecchi, pubblicato su “Frontiers in Marine Science” , DOI: https://doi.org/10.3389/fmars.2021.704786).

Infine, la collaborazione tra Università di Milano-Bicocca e il Gruppo Foca Monaca ha visto il coinvolgimento anche di realtà accademiche straniere: l’IMEDEA (Instituto Mediterráneo de Estudios Avanzados) con sede nell’isola di Maiorca e l’Università di Edimburgo, coinvolta nel più recente monitoraggio svolto lo scorso autunno tra il golfo di Taranto, Salento e le coste albanesi.

Testo, video e immagini dall’Ufficio Stampa Università di Milano-Bicocca sulla mappa di distribuzione della foca monaca.

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Scienze ambientali

Biodiversità e clima: dal lago di Ocrida il segreto della resilienza delle foreste ai cambiamenti globali

By ScientifiCult 9 Settembre 2021

Biodiversità e clima: dal lago di Ocrida il segreto della resilienza delle foreste ai cambiamenti globali

Lo studio di un team internazionale di ricercatori coordinati dalla Sapienza, individua il ruolo del grande bacino d’acqua dolce situato al confine tra Albania e Macedonia del Nord, come di area di rifugio per le piante e gli alberi durante fasi climatiche sfavorevoli. La ricerca pubblicata su PNAS fornisce un importante contributo allo studio dei rifugi forestali e alle ricerche sulla conservazione e diversificazione delle foreste.

biodiversità clima lago di Ocrida — Biodiversità e clima: dal lago di Ocrida il segreto della resilienza delle foreste ai cambiamenti globali. In foto, il lago di Ocrida, piattaforma al tramonto. Foto dal Settore Ufficio stampa e comunicazione Sapienza Università di Roma

La conservazione e il ripristino delle foreste sono importanti strumenti di contrasto alle minacce causate dalla frammentazione degli habitat e dal cambiamento globale. Ma per favorire la diversificazione e la resilienza delle foreste occorre prima capire le dinamiche di risposta delle piante ai cambiamenti climatici del passato.

Uno studio pubblicato su Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), coordinato dal Dipartimento di Biologia ambientale della Sapienza, analizzando polline e spore fossili da campioni di sedimenti provenienti dal fondo del lago di Ocrida, un grande bacino d’acqua dolce situato al confine tra Albania e Macedonia del Nord, identifica e descrive la risposta di numerosi elementi forestali ai cambiamenti climatici determinati dalle oscillazioni glaciali-interglaciali negli ultimi 1,36 milioni di anni.

Il record dei sedimenti del lago di Ocrida rappresenta il più antico archivio lacustre continuo d’Europa, a partire da quando il lago si generò.

Questa nuova ricerca spiega l’importanza di un’area umida qual è il lago Ocrida, come rifugio per le piante durante le fasi climatiche meno favorevoli, quelle aride e fredde.

I risultati suggeriscono che circa 1,16 milioni di anni fa la zona del lago di Ocrida era caratterizzata da foreste che lasciarono il posto a un ambiente più aperto, con erbe e arbusti indicatori di un aumento dell’aridità e dell’approfondimento delle acque lacustri. A questa fase seguì un’altra transizione, circa 0,94 milioni di anni fa, dovuta alla risposta della vegetazione a cicli glaciali-interglaciali sempre più lunghi e accentuati. Numerose piante, altrove estinte o rare, hanno avuto una maggiore persistenza nella zona di Ocrida, dimostrando che il lago era un’area di rifugio, almeno fino a circa 1 milione di anni fa. Lo studio mette anche in evidenza come molti alberi abbiano avuto decrescite più o meno rapide, prima di scomparire.

“La valutazione degli effetti a lungo termine rispetto a clima globale e cambiamento della vegetazione locale – spiega Alessia Masi della Sapienza – rivela un’influenza significativa delle condizioni interglaciali umide sulla successiva composizione e diversità vegetale nel periodo glaciale”.

“Questo effetto – conclude Laura Sadori della Sapienza, coordinatrice dello studio – è opposto nelle osservazioni alle alte latitudini, dove l’intensità glaciale è nota per controllare la successiva vegetazione interglaciale, e le evidenze dimostrano che il bacino del lago di Ocrida ha funzionato come rifugio sia per le specie arboree termofile che per quelle temperate”.

Secondo gli autori, il record del lago di Ocrida può dare un contributo notevole alla gestione delle foreste e alle ricerche sulla loro resilienza ai futuri cambiamenti climatici.

Riferimenti:

1.36 million years of Mediterranean forest refugium dynamics in response to glacial-interglacial cycle strength – Timme Donders, Konstantinos Panagiotopoulos, Andreas Koutsodendris, Adele Bertini, Anna Maria Mercuri, Alessia Masi, Nathalie Combourieu-Nebout, Sébastien Joannin, Katerina Kouli, Ilias Kousis, Odile Peyron, Paola Torri, Assunta Florenzano, Alexander Francke, Bernd Wagner, Laura Sadori. – PNAS 2021 DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.2026111118

Testo e foto dal Settore Ufficio stampa e comunicazione Sapienza Università di Roma

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Biologia

Dinamiche evolutive e biodiversità: nuove scoperte dal lago di Ocrida, il più antico d’Europa

By ScientifiCult 1 Ottobre 2020

Dinamiche evolutive e biodiversità: nuove scoperte dal lago più antico d’Europa

Un nuovo studio internazionale, a cui hanno preso parte ricercatrici del Dipartimento di Biologia ambientale della Sapienza, ha evidenziato come i cambiamenti climatici in corso costituiscano un pericolo anche per un ecosistema antico e resiliente come quello del lago di Ocrida, serbatoio di biodiversità per il nostro continente. Il lavoro è stato pubblicato sulla rivista Science Advances

Lago di Ocrida biodiversità Europa — Il lago di Ocrida, formatosi 1,4 milioni di anni, al confine tra l’Albania e la Macedonia del Nord (Photo credit: Thomas Wilke)

Un gruppo di ricerca internazionale guidato da Thomas Wilke dell’Università Justus Liebig di Giessen (Germania) a cui hanno partecipato Laura Sadori e Alessia Masi del Dipartimento di Biologia ambientale della Sapienza Università di Roma, ha gettato nuova luce sull’evoluzione biologica utilizzando il record sedimentario profondo del lago di Ocrida (al confine tra l’Albania e la Macedonia del Nord) il quale, con una storia lunga 1,4 milioni di anni e oltre 300 specie endemiche, non è solo il lago più antico d’Europa, ma anche uno dei più ricchi di biodiversità. I risultati del lavoro sono stati pubblicati sulla rivista Science Advances

Per studiare le dinamiche evolutive del lago a partire dalla sua formazione, i ricercatori hanno confrontato dati ambientali e climatici con i reperti fossili di oltre 150 specie endemiche di diatomee (alghe unicellulari spesso presenti in depositi lacustri) ritrovate lungo la sequenza sedimentaria lunga 568 metri.

“I dati – spiega Alessia Masi della Sapienza – hanno mostrato che poco dopo la formazione del lago, e nel giro di poche migliaia di anni, sono avvenuti i primi eventi evolutivi che hanno portato velocemente alla formazione di nuove specie. Molte di queste specie hanno avuto vita breve, perché si estinsero altrettanto rapidamente, quando il lago era ancora relativamente piccolo e poco profondo”.

Lo studio evidenzia infatti come laghi “nuovi” e di piccole dimensioni offrono grandi opportunità di speciazione. D’altra parte, però, questi ecosistemi sono anche particolarmente sensibili ai cambiamenti ambientali quali le fluttuazioni di temperatura, le variazioni edafiche e di livello lacustre.

Con l’aumento della superficie e della profondità del lago i processi di speciazione ed estinzione hanno subito un drastico rallentamento. Ciò è imputabile alla riduzione del numero di nuovi habitat, all’elevato numero di specie, prossimo alla massima capacità dell’ambiente e delle sue risorse, nonché alla crescente capacità del lago nel mitigare il microclima.

“La novità di questo lavoro – conclude Laura Sadori della Sapienza – sta nel fatto che la storia ecosistemica del Lago di Ocrida, raccontata da un insieme di specie “effimere”, cioè evolutivamente di breve durata ma sviluppate in una comunità stabile di specie longeve, sia in realtà ricca di elementi utili alla comprensione delle dinamiche evolutive biologiche. Per tale ragione i risultati del lavoro potranno avere un forte grande impatto anche per le future ricerche sulla biodiversità”.

Piattaforma di perforazione utilizzata per recuperare la sequenza di sedimenti studiata nel lavoro (Photo credit: Thomas Wilke)

Riferimenti:

Wilke T., Hauffe T., Jovanovska E., Cvetkoska A., Donders T., Ekschmitt K., Francke A., Lacey J.H., Levkov Z., Marshall C.R., Neubauer T.A., Silvestro D., Stelbrink B., Vogel H., Albrecht Ch., Holtvoeth J., Krastel S., Leicher N., Leng M.J., Lindhorst K., Masi A., Ognjanova-Rumenova N., Panagiotopoulos K., Reed J.M., Sadori L., Tofilovska S., Van Bocxlaer B., Wagner-Cremer F., Wesselingh F.P., Wolters V., Zanchetta G. , Zhang X., Wagner B., 2020. Deep drilling reveals massive shifts in evolutionary dynamics after formation of ancient ecosystem. Science Advances, 6, eabb2943. doi.org/10.1126/sciadv.abb2943

Testo e immagini dall’Ufficio Stampa Sapienza Università di Roma sul lago più antico d’Europa, il lago di Ocrida, serbatoio di biodiversità.

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Genetica

Dalla mula Tuona e dall’asino Lampo è nato Quarantena: un caso rarissimo

By ScientifiCult 23 Giugno 2020

Dalla mula Tuona e dall’asino Lampo è nato Quarantena, un caso rarissimo, scienziati dell’Ateneo di Perugia al lavoro per dare una spiegazione dell’evento

Una mula fecondata da un asino Amiatino ha dato alla luce un puledro maschio nella zona rurale di Tuscania in provincia di Viterbo: i ricercatori Stefano Capomaccio, genetista del Centro di Ricerca del Cavallo Sportivo, e Maurizio Monaci, ginecologo del Dipartimento di Medicina Veterinaria dell’Università degli Studi di Perugia, hanno avviato uno studio per comprendere come sia stato possibile.

“Si tratta infatti di un fenomeno molto raro – sottolinea il professor Monaci – : il mulo è la prole ibrida tra una cavalla e un asino e dovrebbe essere sterile, ma non in questo caso”.

Il lieto e straordinario evento è avvenuto lo scorso 17 aprile, durante l’emergenza Coronavirus, a Tuscania, nella Fattoria di Redelmo e Luca Mattioli, appassionati allevatori di cavalli e muli da più generazioni.

La mula Tuona e il suo puledro Quarantena (è nato durante l’emergenza COVID-19, da qui la scelta del nome) insieme al padre Lampo sono diventati un’attrazione locale e sono stati tanti i curiosi che hanno voluto rendere omaggio alla nascita della rara creatura.

“Un cavallo ha 64 cromosomi e un asino ne ha 62, quindi un mulo rimane con 63, un numero irregolare che non può essere diviso in coppie: ciò dovrebbe impedire a un mulo di riprodursi – aggiunge il professor Capomaccio -. Stiamo dunque indagando, con tecnologie all’avanguardia, le cause della inusuale gravidanza a livello molecolare. Forse la scienza riuscirà a spiegarci il perché Quarantena somiglia un po’ a un asino e un po’ a un mulo, ma non esattamente ad uno di essi”.

“L’evento è così raro che i latini avevano coniato un proverbio Cum mula peperit, che significa appunto quando una mula potrà partorire – ha spiegato dottoressa Alessia Ciaramelli, ippiatra e specialista in neonatologia che ha assistito madre e figlio nelle fasi del post partum – . Quando accadde in Marocco, le popolazioni locali temevano che segnasse l’inizio della fine del mondo o, come in un villaggio dell’Albania, che l’evento fosse la progenie del diavolo”.

La nascita è stata dunque un piccolo ‘miracolo’, un fenomeno molto raro notato per la prima volta dal filosofo e scienziato Aristotele.

Ci sono stati pochissimi casi comprovati di un mulo che ha partorito negli ultimi quaranta anni: in Marocco nel 1984 e nel 2002, in Cina nel 1988, in Albania nel 1994 e in Colorado nel 2007. Dal 1527, per nostra conoscenza, ci sono stati solo un totale di 60 casi di mule che hanno partorito.

Testo e foto dall’Ufficio Stampa dell’Università degli Studi di Perugia

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