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Dalla curcuma una soluzione per salvare i coralli dai cambiamenti climatici

L’Istituto Italiano di Tecnologia – IIT e l’Università di Milano-Bicocca hanno dimostrato l’efficacia di una sostanza estratta dalla curcuma nella protezione dei coralli dai danni dei cambiamenti climatici. La molecola viene somministrata attraverso un biomateriale biodegradabile, sviluppato dagli stessi partner, e nei test svolti all’Acquario di Genova si è dimostrata efficace nel proteggere i coralli dallo sbiancamento.

Milano, 19 luglio 2023 – L’Istituto Italiano di Tecnologia – IIT e l’Università degli Studi di Milano-Bicocca, in collaborazione con l’Acquario di Genova, hanno recentemente pubblicato su ACS Applied Materials and Interfaces, uno studio (“Biodegradable Zein-Based Biocomposite Films for Underwater Delivery of Curcumin Reduce Thermal Stress Effects in Corals”, DOI: 10.1021/acsami.3c01166) dove è stata dimostrata l’efficacia della curcumina, una sostanza antiossidante estratta dalla curcuma, nel ridurre lo sbiancamento dei coralli, fenomeno causato principalmente dai cambiamenti climatici. I due partner coinvolti hanno sviluppato un biomateriale biodegradabile per somministrare la molecola senza provocare danni all’ambiente marino circostante. I test eseguiti all’Acquario di Genova hanno dimostrato un’efficacia significativa nel prevenire lo sbiancamento dei coralli.

Scogliera corallina in fase di recupero nei pressi del MaRHE center, isola di Magoodhoo, Atollo di Faafu, Maldive. Crediti: Università Milano-Bicocca

Lo sbiancamento dei coralli è un fenomeno che, negli eventi estremi, determina la morte di questi organismi con conseguenze devastanti per le barriere coralline, queste ultime fondamentali per l’economia globale, la protezione delle coste dai disastri naturali e la biodiversità marina. La maggior parte dei coralli vive in simbiosi con alghe microscopiche, indispensabili per la loro sopravvivenza e responsabili dei loro colori brillanti. A causa dei cambiamenti climatici le temperature di mari e oceani sono in aumento, condizione che interrompe il rapporto tra questi due organismi. Quando ciò accade, il corallo, ormai bianco per la perdita delle alghe, rischia letteralmente di morire di fame.

Negli ultimi anni, a seguito dei cambiamenti climatici, questa condizione ha colpito la maggior parte delle barriere scogliere coralline più importanti del mondo, inclusa la Grande Barriera Corallina australiana. Tuttavia, a oggi non esistono interventi di mitigazione efficaci per prevenire lo sbiancamento dei coralli senza mettere in serio pericolo l’integrità di questi habitat e l’eccezionale biodiversità associata.

curcuma coralli
Corallo Stylophora pistillata ricoperto del biomateriale durante le prove di stress termico.
Crediti: Acquario di Genova

I ricercatori e le ricercatrici dell’Istituto Italiano di Tecnologia e dell’Università degli Studi di Milano-Bicocca, in collaborazione con l’Acquario di Genova, hanno dimostrato l’efficacia di una molecola, la curcumina, nel bloccare lo sbiancamento dei coralli provocato dai cambiamenti climatici. La curcumina viene somministrata in maniera controllata sul corallo applicando un biomateriale a base di zeina, una proteina derivata dal mais, che è stato sviluppato dagli stessi partner per essere sicuro per l’ambiente.

Durante i test, svolti nell’Acquario di Genova, si sono simulate le condizioni di surriscaldamento dei mari tropicali alzando la temperatura dell’acqua fino a 33°C. In questa condizione tutti i coralli non trattati sono risultati colpiti dal fenomeno dello sbiancamento come succederebbe in natura mentre, al contrario, tutti gli esemplari trattati con la curcumina non hanno mostrato segni di tale fenomeno, risultati che rendono questo metodo efficace nel ridurre la suscettibilità dei coralli allo stress termico. Per questo studio è stata utilizzata una specie di corallo (Stylophora pistillata) tipica dell’oceano Indiano tropicale e inserita nella Lista rossa IUCN (Unione Internazionale per la Conservazione della Natura) tra le specie minacciate dal rischio di estinzione.

Simone Montano
Simone Montano. Crediti: Università Milano-Bicocca

«Questa tecnologia è oggetto di una domanda di brevetto depositata, infatti i prossimi passi di questa ricerca si focalizzeranno sull’applicazione in natura e su larga scala – afferma il primo autore dello studio Marco Contardi, ricercatore affiliato del gruppo Smart Materials dell’Istituto Italiano di Tecnologia e ricercatore del DISAT (Dipartimento di Scienze dell’Ambiente e della Terra) dell’Università degli Studi di Milano-Bicocca – allo stesso tempo, esamineremo l’utilizzo di altre sostanze antiossidanti di origine naturale per bloccare il processo di sbiancamento e prevenire così la distruzione delle barriere coralline».

Marco Contardi, Foto di D. Farina.Crediti: Istituto Italiano di Tecnologia - © IIT, all rights reserved
Marco Contardi. Foto di D. Farina. Crediti: Istituto Italiano di Tecnologia – © IIT, all rights reserved

«L’utilizzo di nuovi materiali biodegradabili e biocompatibili capaci di rilasciare sostanze naturali in grado di ridurre lo sbiancamento dei coralli rappresenta una novità assoluta – dichiara Simone Montano ricercatore del DISAT e vice direttore del MaRHE Center (Marine Research and High Education Center) dell’Università degli Studi di Milano-Bicocca – credo fortemente che questo approccio innovativo rappresenterà una trasformazione significativa nello sviluppo di strategie per il recupero degli ecosistemi marini».

Testo e foto dall’Ufficio stampa Università di Milano-Bicocca

COME GLI ESSERI UMANI, ANCHE I PINGUINI RICONOSCONO I LORO SIMILI ATTRAVERSO I SENSI

Uno studio dei ricercatori UniTo ha svelato l’interazione multisensoriale dei pinguini africani, aprendo nuove strade per la conservazione di questa specie a rischio estinzione

Pinguini africani

Oggi, mercoledì 13 ottobre, sulla rivista scientifica Proceeding of the Royal Society B, è stato pubblicato uno studio dei ricercatori dell’Università di Torino, dal titolo “Cross-modal individual recognition in the African penguin and the effect of partnership”, che mostra come i pinguini africani riconoscano i loro compagni di colonia attraverso i sensi. Gli autori della ricerca, Dott. Luigi BaciadonnaDott. Cwyn SolviSara La CavaDott.ssa Cristina PilengaProf. Marco Gamba e Dott. Livio Favaro, hanno scoperto che la capacità di riconoscere i propri simili utilizzando diversi sensi, caratteristica tipica dell’essere umano, è presente anche in questa specie di volatili a rischio estinzione.

Il cervello umano è in grado di memorizzare le informazioni in modo tale che possano essere recuperate da diversi sensi. Questa integrazione multisensoriale ci permette di formare immagini mentali del mondo ed è alla base della nostra consapevolezza cosciente e della nostra comunicazione sociale, fondamentale per l’interazione con i nostri simili. Le stesse modalità di interazione sono state osservate nei comportamenti dei pinguini africani.

Dopo che coppie di pinguini hanno trascorso del tempo insieme in una zona isolata, uno è stato rilasciato dalla zona, lasciando l’altro, pinguino focale, da solo. Una chiamata vocale è stata immediatamente riprodotta dalla direzione in cui il pinguino ha lasciato. Il pinguino focale ha risposto più velocemente alla chiamata se non corrispondeva all’identità del pinguino che aveva appena visto uscire. Questo comportamento dimostra che la chiamata ha violato le loro aspettative e indica che possono immaginare l’altro individuo nella loro mente e accedere a questa immagine attraverso diversi sensi.

pinguini africani sensi
Pinguini africani

“Questa forma di riconoscimento individuale – dichiara il Dott. Luigi Baciadonna, ricercatore del Dipartimento di Scienze della Vita e Biologia dei Sistemi UniTo e autore principale dell’articolo – è stata precedentemente descritta solo in pochi mammiferi e nei corvi. Il fatto che un uccello filogeneticamente così distante, il pinguino africano, possa formare immagini mentali di altri individui suggerisce che questo complesso sistema di riconoscimento sociale possa essere molto più diffuso di quanto avessimo immaginato”.

“I nostri risultati – afferma il Dott. Livio Favaro, coautore senior della ricerca per l’Università di Torino – mostrano che questi pinguini non si affidano, come si pensava in precedenza, solo alle informazioni vocali per la comunicazione. Il nostro lavoro apre anche nuove strade per indagare la cognizione complessa in una specie di uccelli non precedentemente nota per la loro intelligenza”.

“I pinguini africani – prosegue la Dott.ssa Cristina Pilenga, coautrice della ricerca con sede allo ZooMarine di Roma, dove si è svolto lo studio – sono classificati come specie in pericolo dalla IUCN, e quindi la conoscenza delle loro capacità cognitive può essere particolarmente preziosa per aumentare la consapevolezza del loro stato di conservazione”.

“Estendere lo studio della cognizione a specie comportamentalmente distinte – conclude il Prof. Marco Gamba, docente di Zoologia all’Università di Torino – ha il potenziale di rivelare come i sistemi sociali e le pressioni ambientali in cui vivono gli animali abbiano modellato le differenze nella cognizione attraverso l’evoluzione”.

 

Testo e foto dall’Area Relazioni Esterne e con i Media dell’Università degli Studi di Torino

28 salvi tutti! Così le politiche di conservazione hanno evitato l’estinzione di molti mammiferi e uccelli a rischio

Un nuovo studio internazionale, a cui ha preso parte la Sapienza, ha valutato l’impatto dei programmi di conservazione dal 1993 a oggi. I risultati del lavoro, pubblicati su Conservation Letters, hanno mostrato che sono state sottratte all’estinzione globale almeno 28 specie di uccelli e mammiferi, fra cui il pony della Mongolia, la lince pardina, l’amazzone di Portorico e il cavaliere nero

Il pony della Mongolia o cavallo di Przewalski, una delle 28 specie tra mammiferi e uccelli a rischio per le quali le politiche di conservazione stanno evitando l’estinzione. Foto di Henryhartley, CC BY-SA 3.0

La vita sulla Terra è il risultato di complessi equilibri dinamici che permettono i processi evolutivi e l’incredibile diversità biologica del pianeta. Le comunità biologiche però sono sempre più sottoposte a processi di deterioramento e impoverimento, principalmente dovuti all’azione dell’uomo, con effetti su scala globale e locale.

Numerosi studi hanno confermato che la maggior parte delle estinzioni di specie autoctone avvenute negli ultimi decenni è imputabile alle attività antropiche, tra le quali lo sviluppo di infrastrutture di comunicazione, l’espansione di produzioni industriali e agricole intensive e, più in generale, allo sfruttamento delle risorse non rinnovabili.

È su questi fattori che agiscono in tutto mondo le politiche e i programmi di conservazione per ristabilire una relazione di coevoluzione tra i sistemi naturali e quelli umani. Ma qual è realmente il loro impatto sulla tutela della biodiversità?

Oggi un nuovo studio internazionale coordinato dall’Università di Newcastle (Regno Unito) con la partecipazione di un team di 137 esperti da tutto il mondo, tra i quali Carlo Rondinini del Dipartimento di Biologia e biotecnologie Charles Darwin della Sapienza, ha identificato i programmi di protezione che più si sono dimostrati capaci di prevenire le estinzioni fra le specie di uccelli e animali a maggiore rischio di estinzione secondo la Red List della International Union for Conservation of Nature (IUCN). I risultati del lavoro, pubblicati sulla rivista Conservation Letters, hanno mostrato che dal 1993 a oggi sono state salvate dall’estinzione globale almeno 28 specie di uccelli e mammiferi, fra queste il pony della Mongolia (cavallo di Przewalski Equus ferus), la lince pardina (lince iberica Lynx pardinus), l’amazzone di Portorico (Amazona vittata) e il cavaliere nero (Himantopus novaezelandia).

Carlo Rondinini, che dirige il Global Mammal Assessment – un’iniziativa in partnership tra Sapienza e IUCN – ha coordinato l’analisi dei dati relativi ai mammiferi. “Senza programmi di conservazione – spiega Rondinini – a oggi il tasso di estinzione delle specie analizzate sarebbe stato dalle 3 alle 4 volte superiore a quello osservato: grazie a tali azioni, tra le numerose specie di mammiferi a rischio, quattordici di queste hanno beneficiato di interventi di carattere legislativo, come restrizioni sul commercio, e nove sono state soggette a interventi di reintroduzione e conservazione ex-situ in giardini zoologici. Si pensi al pony della Mongolia, estinto in natura negli anni ‘60 del secolo scorso. Nel 1990 sono iniziati gli interventi di reintroduzione, e nel 1996 il primo individuo è nato in ambiente selvatico. Ora oltre 760 cavalli di Przewalski vivono liberi nelle steppe della Mongolia”.

Per quanto riguarda gli uccelli, lo studio ha evidenziato che ventuno specie hanno beneficiato del controllo delle specie invasive, 20 della conservazione ex-situ e 19 della circoscrizione di aree protette. Uno dei volatili valutati dal team è l’amazzone di Portorico, un piccolo pappagallo endemico dell’isola di Portorico. La sua popolazione, un tempo abbondante, ha raggiunto la dimensione minima nel 1975, quando solo 13 individui erano sopravvissuti in ambiente selvatico. Dal 2006 sono stati prodotti ingenti sforzi per reintrodurre la specie in un secondo sito, nella Riserva Statale del Rio Abajo, unico areale oggi popolato.

Purtroppo per alcune delle specie incluse nello studio, come la focena (o vaquita) del Golfo di California, sebbene le azioni di conservazione abbiano determinato un rallentamento del declino, potrebbe essere impossibile prevenire l’estinzione in natura.

“La crisi della biodiversità è di ampiezza tale che non possiamo permetterci altri fallimenti. Comprendere quali azioni di conservazione abbiano più speranza di successo nei diversi scenari è fondamentale per pianificare il futuro della biodiversità e del pianeta – afferma Carlo Rondinini. “In ogni caso, investire per evitare l’estinzione delle specie più a rischio è importante, ma queste specie sono solo la punta dell’iceberg. La maggior parte delle specie è in drammatico declino e molte rischieranno l’estinzione nei prossimi decenni. Per invertire la tendenza e supportare la diversità della vita sul nostro pianeta è necessario ridurre l’impatto quotidiano e pervasivo dei nostri sistemi di produzione e consumo di cibo ed energia, adottando stili di vita realmente sostenibili”.

 

Riferimenti

Bolam, F.C, Mair, L., Angelico, M., Brooks, T.M, Burgman, M., McGowan, P. J. K & Hermes, C. et al. (2020). How many bird and mammal extinctions has recent conservation action prevented? Conservation Letters, e12762. doi: https://doi.org/10.1101/2020.02.11.943902

 

Testo dall’Ufficio Stampa Sapienza Università di Roma sulle 28 specie tra mammiferi e uccelli a rischio per le quali le politiche di conservazione stanno evitando l’estinzione.

Un nuovo studio del Dipartimento di Biologia e Biotecnologie Charles Darwin della Sapienza ha valutato l’impatto delle attività umane sull’estinzione locale dei mammiferi negli ultimi 50 anni. Solo poche specie sono riuscite a trarre vantaggio dalla convivenza con l’uomo colonizzando nuove aree. Il lavoro è pubblicato su Nature Communications

mammiferi estinzione
Rinoceronte bianco, una delle specie il cui areale di distribuzione ha subito gli impatti maggiori dovuti alle attività antropiche.

L’impatto delle attività umane sull’ambiente, che ha avuto un notevole incremento a partire dagli anni ‘70 del secolo scorso con la terza rivoluzione industriale, sta alterando sensibilmente i processi ecologici alla base della vita sulla Terra.

Uno degli effetti principali dell’intensificarsi delle attività antropiche è la progressiva scomparsa di alcune specie autoctone, con risvolti drammatici sugli equilibri ecosistemici a esse associati. I mammiferi, in particolare, sono stati oggetto di importanti diminuzioni, con il 25% delle specie viventi ritenuto oggi a rischio di estinzione.

In un nuovo studio pubblicato sulla rivista Nature Communications, il team di ricercatori coordinato da Michela Pacifici del Dipartimento di Biologia e biotecnologie Charles Darwin ha confrontato le distribuzioni di un campione rappresentativo di mammiferi terrestri negli anni ‘70 e oggi, riscontrando che circa il 75% di queste ha subito cambiamenti.

I ricercatori hanno inoltre individuato i fattori associati al declino e all’espansione dell’areale, ovvero della superfice normalmente abitata da una specie, includendo tra queste variabili sia quelle di natura antropica sia quelle legate alla biologia delle specie, come il peso e le strategie riproduttive.

“Abbiamo scoperto – spiega Michela Pacifici – che una specie su cinque ha subito contrazioni dell’areale di oltre il 50%. I principali responsabili sembrano essere l’incremento della temperatura globale, la perdita di aree naturali e l’aumento della densità umana, fattori che influiscono soprattutto su specie di grandi dimensioni come il rinoceronte bianco, l’elefante asiatico e l’antilope Addax”.

Comprendere quali variabili siano implicate nel declino dei mammiferi è fondamentale per focalizzare le azioni di conservazione necessarie, specialmente in considerazione delle molteplici minacce alle quali i mammiferi sono soggetti, incluso il cambiamento climatico.

“Studi precedenti – commenta Carlo Rondinini, coautore dello studio e coordinatore del Global Mammal Assessment, una partnership tra Sapienza e l’Unione internazionale per la conservazione della natura (Iucn) – evidenziano che le uniche specie in grado di spostarsi abbastanza velocemente per seguire il clima che cambia sono i grandi mammiferi. Da questo studio si evidenzia che proprio i grandi mammiferi hanno maggiormente sofferto l’azione diretta dell’uomo. Resta quindi fondamentale, per evitare la scomparsa dei grandi mammiferi, mettere in atto tutte le misure per consentire il loro spostamento naturale alla ricerca di ambienti adatti”.

Per quanto riguarda l’espansione di areale, i risultati dello studio evidenziano che le specie che ne hanno beneficiato sono in numero inferiore e che le variabili determinanti sono maggiormente legate alle caratteristiche intrinseche, favorendo le specie con tassi riproduttivi veloci, dieta generalista e massa corporea inferiore.

“Questo studio – aggiunge Moreno Di Marco, autore senior dello studio – dimostra ancora una volta che ci sono molte specie di mammiferi che declinano rapidamente in seguito alla pressione antropica, mentre poche specie riescono, per le loro caratteristiche biologiche, ad adattarsi ed eventualmente approfittare del cambiamento globale”.

“I nostri dati – conclude Pacifici – dimostrano che una percentuale elevata di mammiferi, tra cui molte specie carismatiche, sta scomparendo da zone in cui questi erano presenti fino a meno di 50 anni fa. Questo risultato allarmante evidenzia come sia di fondamentale importanza comprendere quali siano i fattori di rischio che hanno portato le specie a estinguersi localmente, in modo tale da agire in maniera proattiva e ridurre il rischio di ulteriori perdite”.

Riferimenti:

Global correlates of range contractions and expansions in terrestrial mammals – Michela Pacifici, Carlo Rondinini, Jonathan R. Rhodes, Andrew A. Burbidge, Andrea Cristiano, James E. M. Watson, John C. Z. Woinarski & Moreno Di Marco – Nature Communications volume 11, Article number: 2840 (2020) https://doi.org/10.1038/s41467-020-16684-w

https://www.nature.com/articles/s41467-020-16684-w 

 

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