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Università degli studi di Pisa

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Nuovo censimento della flora delle Alpi apuane: segnalate 3 nuove specie per la Toscana e 141 a rischio estinzione

Il lavoro firmato dal professor Lorenzo Peruzzi dell’Università di Pisa.

Tre nuove specie segnalate per la Toscana e 141 inserite nella “Lista Rossa Nazionale” delle piante a rischio di estinzione, il dato emerge dall’ultimo censimento della flora delle Alpi apuane realizzato dal professore Lorenzo Peruzzi del Dipartimento di Biologia e Direttore dell’Orto e Museo Botanico dell’Università di Pisa.

Il lavoro, pubblicato nella rivista Italian Botanist, ha documentato un totale di 1987 tra specie e sottospecie, di cui 130 aliene, in un’area ampia 1056 km². Le nuove specie sono: le native Vulneraria piccolina (Anthyllis vulneraria subsp. pulchella) e Pigamo dei sassi (Thalictrum minus subsp. saxatile) e l’esotica casuale Fior di pesco (Chaenomeles speciosa). Fra quelle a rischio estinzione si segnalano le tre specie gravemente minacciate: l’Atamanta di Corti (Athamanta cortiana), un’ombrellifera endemica apuana che vive esclusivamente su rupi di marmo, fiorendo raramente; l’Erba-unta di Maria (Pinguicula mariae), una graziosa pianta carnivora endemica apuana, dedicata alla studiosa Maria Ansaldi, scomparsa prematuramente nel 2013; la Felcetta atlantica (Vandenboschia speciosa), rara felce presente in Italia solo sulle Alpi Apuane, rappresentata anche nel logo del Parco Regionale delle Alpi Apuane.

Nel territorio sono inoltre presenti 93 specie endemiche italiane, cioè che esistono in tutto il mondo solo in Italia, di cui 30 endemiche delle Alpi Apuane.

La flora delle Alpi Apuane è particolarmente ricca, al di sopra dell’atteso per un’area di quell’ampiezza per quanto riguarda il numero di specie autoctone, ma fortunatamente anche al di sotto dell’atteso per il numero di specie aliene – afferma Lorenzo Peruzzi – In particolare, la maggiore ricchezza floristica si concentra sulle colline e montagne al di sopra delle città di Massa e di Carrara, che purtroppo però sono anche le zone maggiormente impattate dalle cave di marmo”.

Lo studio aggiorna alcuni censimenti realizzati in passato. Le Alpi Apuane, per le loro peculiarità geomorfologiche e biogeografiche, hanno infatti da sempre attratto l’interesse dei botanici. Un primo elenco completo di tutte le felci, conifere e piante a fiore di quest’area fu pubblicata da Pietro Pellegrini nel 1942, aggiornato poi da Erminio Ferrarini tra il 1994 e il 2000. In entrambi i casi, però, gli elenchi floristici ricavati erano relativi a un territorio diverso e più ampio, per cui un vero e proprio elenco floristico aggiornato e mirato alle sole Alpi Apuane ancora non esisteva.

“Per dare un’idea della mole del lavoro svolto, basti pensare che l’elenco completo della flora che abbiamo reso disponibile come appendice all’articolo è di ben 936 pagine – racconta Peruzzi – ha collaborato all’opera Brunello Pierini, appassionato esperto di botanica, ben esemplificando l’importanza della cosiddetta Citizen Science in questo tipo di studi”.

“Le Alpi Apuane sono obiettivamente ricche – conclude Lorenzo Peruzzi – non resta che auspicare, quindi, una adeguata tutela di questo eccezionale territorio, un vero e proprio gioiello dal punto di vista botanico in particolare e naturalistico in generale”.

Il lavoro fa parte delle attività di ricerca svolte nell’ambito del progetto 3P_earthBIODIV, un importante finanziamento alla ricerca di base ottenuto dal nostro ateneo nell’ambito di un bando a cascata del National Biodiversity Future Center. Il progetto, che vede fortemente impegnato il gruppo di ricerca PLANTSEED Lab dell’Università di Pisa per tutto il 2025, prevede l’esplorazione di territori poco conosciuti o con flore mancanti o non aggiornate e uno studio tassonomico integrato di gruppi critici della flora italiana, con particolare attenzione alla componente endemica.

Testo e foto dall’Ufficio Stampa dell’Università di Pisa.

Il mistero della connessione cuore-cervello in uno studio pubblicato su Nature Reviews Cardiology

Uno studio dell’Università di Pisa fornisce per la prima volta una caratterizzazione ampia del funzionamento dell’asse cuore-cervello.

Un’immagine scientifica dello studio sulla connessione cuore-cervello, pubblicato sulla rivista Nature Reviews Cardiology
Un’immagine scientifica dello studio sulla connessione cuore-cervello, pubblicato sulla rivista Nature Reviews Cardiology

Uno studio tutto pisano fornisce per la prima volta una descrizione d’insieme dei componenti fondamentali del misterioso asse “cuore-cervello”, ovvero l’insieme delle connessioni anatomiche e funzionali tra il sistema cardiovascolare e il sistema nervoso centrale. L’articolo è a firma di un team di bioingegneri del Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione, Gaetano ValenzaZoran Matić e Vincenzo Catrambone, ed è stato pubblicato su Nature Reviews Cardiology, la rivista internazionale più importante nel settore della cardiologia.

“Che cuore e cervello siano strettamente connessi – spiega Gaetano Valenza, docente di bioingegneria all’Università di Pisa – è un’ipotesi che, a partire dai primi anni duemila, si è fatta sempre più strada, e che si basa sull’osservazione che malattie cardiologiche e neurologiche sono spesso associate. Per esempio, i soggetti con patologie neurologiche sono maggiormente a rischio di malattie cardiovascolari mentre, viceversa, pazienti che hanno subito un infarto hanno un rischio di depressione aumentato di oltre il 50%. Queste osservazioni hanno portato la convergenza di molti sforzi da parte di cardiologi, neurologi, neuroscienziati e ingegneri biomedici per comprendere il funzionamento di quello che è considerato un vero e proprio “organo virtuale”, chiamato “asse cuore-cervello”.

I meccanismi e i componenti fisiologici di questo asse erano sconosciuti nel dettaglio, perché ogni campo del sapere ha operato separatamente, dando le proprie caratterizzazioni specifiche, che però non arrivano a una descrizione completa.

In questo articolo, e per la prima volta, i ricercatori hanno messo insieme tutta la conoscenza prodotta fino ad ora sull’argomento e messo in luce che è possibile caratterizzare le tre componenti fondamentali dell’asse cuore-cervello: la parte di tessuto neurale, collegata a regioni specifiche del cervello, che rende possibile l’interazione tra sistema nervoso autonomo e sistema nervoso centrale; la parte meccanica, cioè le pulsazioni nelle arterie cerebrali indotte dal battito cardiaco, che abbiamo constatato essere una parte essenziale nella trasmissione dell’informazione lungo l’asse; e la parte biochimica, che comprende ormoni ed altre biomolecole avvertite sia da cuore che da cervello.

“Questo approccio integrato ci ha consentito di introdurre un fondamentale cambio di paradigma nello studio della relazione cuore-cervello, basato anche sullo studio di come le tre componenti identificate interagiscono tra di loro”, aggiunge Valenza.

Lo studio del team pisano si fonda su lavori recentissimi ed estremamente avanzati sui singoli componenti dell’asse cuore-cervello, e pone le basi per un concreto avanzamento nella conoscenza. Questo approccio infatti ha mostrato che l’influenza tra sistema cardiovascolare e sistema nervoso centrale ha una direzione preferenziale in base allo stato psico-fisico/emozionale dell’individuo.

“In studi molto recenti – conclude Valenza – è stato dimostrato che in realtà è il cuore a modulare principalmente l’attività cerebrale, ed è quindi il cuore, prima del cervello, ad essere responsabile della percezione di emozioni, cognizione e coscienza. Qualche anno fa avevamo dimostrato questa teoria con un modello matematico. Oggi possiamo studiare questa connessione addirittura a livello molecolare, cioè guardando come i neuroni cardiaci controllano le emozioni insieme al metabolismo di ogni individuo. Si tratta di un campo di ricerca assolutamente pionieristico, e che in pochissimi mesi sta facendo decisivi passi avanti, verso lo sviluppo di conoscenza e tecnologie centrate sulla comprensione di aspetti fondamentali dell’essere umano”.

Due degli autori dello studio, da sinistra Gaetano Valenza e Vincenzo Catrambone
Due degli autori dello studio, da sinistra Gaetano Valenza e Vincenzo Catrambone

Riferimenti bibliografici:

Valenza, G., Matić, Z. & Catrambone, V. The brain–heart axis: integrative cooperation of neural, mechanical and biochemical pathways, Nat Rev Cardiol (2025), DOI: https://doi.org/10.1038/s41569-025-01140-3

 

Testo e foto dall’Ufficio Stampa dell’Università di Pisa.

Un team di ricerca internazionale ha ricostruito le dimensioni e la forma del corpo del Megalodon

Un nuovo studio svela nuovi dettagli sulla morfologia e sullo stile di vita del più grande squalo della storia

Un dente fossile di Megalodon dal Miocene del Perù Otodus megalodon
Un dente fossile di Megalodon dal Miocene del Perù

Grazie a un nuovo studio pubblicato sulla rivista “Palaeontologia Electronica” emergono nuovi indizi sulle dimensioni, la forma del corpo, la biologia e lo stile di vita del Megalodon, il leggendario squalo gigante che dominava gli oceani tra 15 e 3,6 milioni di anni fa. La ricerca, coordinata dal professor Kenshu Shimada dell’Università DePaul di Chicago, ha coinvolto esperti di nove paesi e quattro continenti, tra cui l’Università di Pisa – unica istituzione italiana a partecipare a tale studio.

Gli scienziati hanno analizzato un fossile straordinario: una colonna vertebrale parziale costituita da 141 vertebre, lunga circa 11 metri, rinvenuta in Belgio oltre un secolo fa. Lo studio delle proporzioni corporee in squali viventi ed estinti ha permesso di stimare che l’esemplare belga fosse lungo oltre 16 metri, mentre gli individui più grandi della specie avrebbero potuto superare i 24 metri, con una massa corporea massima di circa 94 tonnellate.

Ma la scoperta più sorprendente riguarda la forma del corpo del Megalodon: contrariamente alle precedenti ricostruzioni che lo immaginavano come una sorta di squalo bianco “ingigantito”, il team ha ipotizzato una somiglianza maggiore con lo squalo limone (Negaprion brevirostris), caratterizzato da un corpo più slanciato. Proprio una forma allungata avrebbe reso il Megalodon un nuotatore tutto sommato efficiente nonostante l’enorme taglia. I ricercatori hanno anche osservato come i più grandi squali moderni, come lo squalo balena (Rhincodon typus) e lo squalo elefante (Cetorhinus maximus), presentino un corpo relativamente snello, il che li rende nuotatori efficienti a dispetto delle ingenti dimensioni.

“Noto con il nome scientifico di Otodus megalodon (o Carcharocles megalodon), questo celeberrimo protagonista degli oceani del passato è noto soprattutto per i suoi grandi denti, triangolari e seghettati, mentre i resti scheletrici sono estremamente rari e frammentari – spiega il professor Alberto Collareta, paleontologo presso il Dipartimento di Scienze della Terra dell’Università di Pisa – Proprio la mancanza di scheletri completi riferiti al Megalodon ha spesso indotto gli studiosi a ricostruire l’aspetto di questo antico gigante dei mari come simile a quello dell’attuale squalo bianco (Carcharodon carcharias). Questa nuova ricerca rappresenta un passo fondamentale nella comprensione della biologia di uno dei più grandi predatori della storia del nostro pianeta, sfidando le tradizionali ricostruzioni ed offrendo un’immagine ancora più affascinante del Megalodon”.

Un altro aspetto interessante emerso dalla ricerca riguarda la riproduzione del Megalodon. Gli studiosi hanno stimato che già alla nascita i piccoli di questa specie fossero lunghi più di 3 metri e mezzo. Questo suggerisce una strategia riproduttiva ovovivipara, in cui gli embrioni più sviluppati si nutrivano dei fratelli non ancora nati, un fenomeno noto come cannibalismo intrauterino.

Lo studio ipotizza inoltre che la progressiva scomparsa del Megalodon sia stata almeno in parte legata alla competizione con il moderno squalo bianco, comparso circa 5 milioni di anni fa. I due formidabili predatori, pur caratterizzati da differenti forme corporee, potrebbero aver avuto preferenze alimentari simili: insieme ad altri fattori ambientali, la competizione con lo squalo bianco per le medesime risorse avrebbe decretato l’estinzione del Megalodon.

 Ricostruzione schematica e ipotetica della forma del corpo di un Megalodon di 24,3 metri di lunghezza. Nonostante la silhouette di un nuotatore sia rappresentata accanto al disegno schematico dello squalo per dare un'idea della taglia di quest'ultimo, va enfatizzato il fatto che il Megalodon è una specie estinta che non è coesistita con l'uomo
Ricostruzione schematica e ipotetica della forma del corpo di un Megalodon di 24,3 metri di lunghezza. Nonostante la silhouette di un nuotatore sia rappresentata accanto al disegno schematico dello squalo per dare un’idea della taglia di quest’ultimo, va enfatizzato il fatto che il Megalodon è una specie estinta che non è coesistita con l’uomo

L’articolo “Reassessment of the possible size, form, weight, cruising speed, and growth parameters of the extinct megatooth shark, Otodus megalodon (Lamniformes: Otodontidae), and new evolutionary insights into its gigantism, life history strategies, ecology, and extinction” è liberamente accessibile online al seguente indirizzo internet: https://doi.org/10.26879/1502.

I suoi autori sono: Kenshu Shimada, Ryosuke Motani, Jake J. Wood, Phillip C. Sternes, Taketeru Tomita, Mohamad Bazzi, Alberto Collareta, Joel H. Gayford, Julia Türtscher, Patrick L. Jambura, Jürgen Kriwet, Romain Vullo, Douglas J. Long, Adam P. Summers, John G. Maisey, Charlie Underwood, David J. Ward, Harry M. Maisch IV, Victor J. Perez, Iris Feichtinger, Gavin J.P. Naylor, Joshua K. Moyer, Timothy E. Higham, João Paulo C.B. da Silva, Hugo Bornatowski, Gerardo González-Barba, Michael L. Griffiths, Martin A. Becker e Mikael Siversson.

 

Testo e foto dall’Ufficio Stampa dell’Università di Pisa.

Gestione delle specie aliene, l’approccio italiano che piace anche alla comunità europea

La professoressa Iduna Arduini dell’Università di Pisa nel team che ha sviluppato la nuova metodologia

È tutto italiano il nuovo approccio per gestire l’invasione delle piante aliene recentemente segnalato anche sul sito web della Commissione Europea (section Energy, Climate change, Environment).

La ricerca pubblicata sulla rivista Ecological Indicators è stata condotta da un gruppo interdisciplinare di esperti provenienti da diverse istituzioni accademiche e centri di ricerca italiani. Per l’Università di Pisa ha partecipato la professoressa Iduna Arduini, botanica del Dipartimento di Scienze Agrarie, Alimentari e Agro-ambientali che ha contribuito principalmente attraverso la raccolta e l’analisi dei dati sulle specie vegetali invasive.

Usando l’Italia come caso di studio, scienziati e scienziate hanno esaminato la diffusione attuale e futura di 34 piante invasive, integrando modelli predittivi climatici con dati reali di distribuzione. Sulla base dei risultati ottenuti, le piante sono state assegnate a tre categorie di gestioneeradicazione (per specie con alto rischio di invasione, ma ancora in fase iniziale), controllo e contenimento (per specie già diffuse, ma ancora gestibili) e monitoraggio, per specie già ampiamente diffuse o con impatti incerti. Grazie a questa metodologia sarà quindi possibile un approccio più efficace nella lotta alle piante invasive, prevenendo danni ambientali e ottimizzando l’uso delle risorse.

“Fortunatamente, non tutte le specie aliene diventano invasive – spiega Arduini – Ad esempio, delle 1597 specie vegetali aliene censite in Italia, soltanto il 14% circa ha manifestato un comportamento invasivo. Diventa perciò di cruciale importanza individuare quelle su cui indirizzare le azioni di eradicazione, controllo o semplice monitoraggio. Gli interventi di eradicazione sono raccomandati per le specie potenzialmente invasive ma non ancora ampiamente diffuse. Tra queste compaiono Nelumbo nucifera (fior di loto) e Phyllostachys aurea (bambù dorato) entrambe specie ornamentali il cui rilascio nell’ambiente deve essere assolutamente evitato sia sotto forma di semi che frammenti”.

 Iduna Arduini
Gestione delle specie aliene, l’approccio italiano che piace anche alla comunità europea; la ricerca pubblicata sulla rivista Ecological Indicators. Iduna Arduini

Testo e foto dall’Ufficio Stampa dell’Università di Pisa.

L’interazione tra buchi neri e onde gravitazionali si studia con un esperimento da tavolo

Lo studio, basato sulla tesi di Chiara Coviello, laureata in Fisica all’Unipi, è stato pubblicato sulla rivista AVS Quantum.

Uno studio basato sulla tesi di Chiara Coviello, laureata in Fisica all’Università di Pisa nel 2023 e adesso al King’s College di Londra per un dottorato di ricerca, è stato recentemente pubblicato dalla rivista AVS Quantum Science. Al centro dello studio – intitolato “Gravitational waves and Black Hole perturbations in acoustic analogues” – ci sono i buchi neri che, con il loro fascino oscuro, sono tra gli oggetti più affascinanti del cosmo e sono incredibilmente difficili da analizzare. Per comprenderli meglio, il gruppo di ricerca interdisciplinare di cui fa parte Coviello ha esaminato i buchi neri acustici, un equivalente analogico che intrappola le onde sonore e può essere creato in un esperimento da tavolo. Tra gli autori e le autrici dello studio ci sono anche la professoressa Marilù Chiofalo dell’Università di Pisa, i professori Dario Grasso dell’INFN di Pisa, Stefano Liberati della SISSA di Trieste e Massimo Mannarelli dei Laboratori Nazionali del Gran Sasso, con la dottoressa Silvia Trabucco, dottoranda di ricerca al Gran Sasso Institute Science dopo essersi laureata in Fisica a Pisa.

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L’interazione tra buchi neri e onde gravitazionali si studia con un esperimento da tavolo; lo studio pubblicato su AVS Quantum Science

Coviello e gli altri autori e autrici hanno indagato se i buchi neri acustici possano essere utilizzati per comprendere le interazioni tra le onde gravitazionali e i buchi neri astrofisici. In un’analisi teorica, hanno esplorato come generare perturbazioni simili a onde gravitazionali in un condensato di Bose-Einstein di atomi ultrafreddi, uno stato della materia in cui qualche centinaia di migliaia di atomi si comportano collettivamente come se fossero un unica grande molecola. Nei condensati di Bose-Einstein, le eccitazioni di più bassa energia sono perturbazioni della densità, descritte da particella quantistiche chiamate fononi. Nello studio, i fononi si muovono come particelle senza massa in una geometria che può essere ingegnerizzata in modo da riprodurre caratteristiche di un buco nero per quanti di luce, o fotoni, cioè un buco nero astrofisico. Negli analoghi buchi neri acustici, infatti, sono i fononi a rimanere intrappolati e al tempo stesso costituire la cosiddetta radiazione di Hawking, predetta dal celebre astrofisico Stephen Hawking per i buchi neri astrofisici. Utilizzando quanto noto sulle onde gravitazionali, le autrici e gli autori hanno sviluppato un dizionario tra buchi neri astrofisici e buchi neri acustici, per comprendere meglio gli effetti di perturbazioni simili alle onde gravitazionali sull’orizzonte acustico di un buco nero da laboratorio. L’idea è usare esperimenti di fisica della materia in tavoli ottici di qualche metro quadro come simulatori quantistici altamente accurati e controllabili per studiare proprietà di oggetti di interesse astrofisico e cosmologico.

“Siamo entusiasti che questa fisica possa essere studiata in esperimenti attualmente realizzabili, ad esempio con atomi ultra-freddi, offrendo un nuovo modo per analizzare questi sistemi in un ambiente controllato”, ha dichiarato l’autrice Chiara Coviello.

Chiara Coviello
Chiara Coviello

I risultati potrebbero essere utilizzati per studiare gli effetti di dissipazione e riflessione delle perturbazioni simili alle onde gravitazionali nei buchi neri acustici. Gli autori e le autrici ritengono che ciò contribuirà a far luce sui comportamenti universali e sul ruolo delle fluttuazioni quantistiche nei buchi neri astrofisici.

Il team di ricerca, composto da una collaborazione tra diverse università e centri di ricerca, intende proseguire lo studio analizzando le proprietà di viscosità dell’orizzonte acustico in relazione alla sua entropia, note per avere comportamenti universali, cioè non dipendenti dallo specifico sistema fisico. I risultati potrebbero fornire nuove intuizioni sulla teoria fisica di base e sulle simmetrie dei buchi neri astrofisici.

 

Testo e immagini dall’Ufficio Stampa dell’Università di Pisa.

L’apprendimento si legge nelle pupille dei nostri occhi

Pubblicato su Current Biology uno studio condotto da ricercatori delle Università di Pisa, di Sydney, di Firenze e del Salento.

In uno studio appena pubblicato sulla rivista Current Biology, i ricercatori delle Università di Pisa, di Sydney, di Firenze e del Salento hanno dimostrato che l’apprendimento statistico – cioè quello in cui acquisiamo informazioni in modo del tutto automatico e inconsapevole – si può rintracciare persino in una delle nostre reazioni più semplici e inconsapevoli: la costrizione o dilatazione della pupilla dei nostri occhi, evocata dalla vista di un’immagine.

“Questo studio dimostra che il nostro sistema visivo è sensibile alle regolarità statistiche del nostro ambiente anche quando non siamo in grado di percepirle in modo consapevole – commenta Paola Binda, professoressa dell’Università di Pisa e prima autrice del lavoro – Il diametro pupillare si conferma una ricca fonte di informazioni sul funzionamento dei nostri sistemi sensoriali e cognitivi: una vera e propria finestra sulla mente e sulle sue capacità di apprendimento”.

Lo studio parte dalla considerazione che tantissime delle informazioni su cui si basa il nostro comportamento sono apprese in modo spontaneo e inconsapevole, basti pensare all’acquisizione del linguaggio: siamo in grado di distinguere le parole nel suono prodotto da chi ci parla, nonostante questo sia continuo e non abbia evidenti pause che demarcano la fine di una parola e l’inizio della successiva:

“Per imparare non ci servono istruzioni o indicazioni – continua Paola Binda – siamo capaci di farlo sin dalle prime settimane di vita, semplicemente ascoltando i suoni della nostra lingua. Probabilmente, questa forma di “apprendimento statistico” è importante per estrarre un senso da tutti i segnali sensoriali, non solo uditivi ma anche visivi, tattili etc.”.

Per il loro studio, i ricercatori hanno mostrato ai pazienti immagini che riportavano insiemi di barrette apparentemente casuali (un esempio è visibile a questo link). La loro successione temporale era molto rapida e regolata da una semplice struttura statistica: ogni immagine contenente 24 barrette era seguita da una con 6 barrette, 2 barrette erano seguite da 12 barrette e così via a creare delle coppie fisse di numerosità. Data la velocità con cui le immagini si susseguivano e la disposizione variabile degli elementi, questa struttura temporale non era percepibile. Cionondimeno, il diametro pupillare oscillava sistematicamente, rispondendo alla ripetizione delle coppie (mentre nessuna oscillazione si osservava in un esperimento di controllo in cui le medesime immagini erano presentate in ordine casuale).

“Grazie a questa metodologia innovativa è possibile seguire in modo indiretto e non invasivo l’evolversi di processi cerebrali complessi – conclude Binda – Nel lungo termine, questo tipo di ricerca potrebbe consegnarci nuovi strumenti per caratterizzare le differenze interindividuali dell’apprendimento e le sue disfunzioni”.

la professoressa Paola Binda. Crediti per la foto: Guido Marco Cicchini
L’apprendimento statistico si può rintracciare nella costrizione o dilatazione delle pupille dei nostri occhi, evocata da un’immagine, secondo il nuovo studio pubblicato su Current Biology. In foto, la professoressa Paola Binda. Crediti per la foto: Guido Marco Cicchini

Testo e foto dall’Ufficio Stampa dell’Università di Pisa.

L’influenza dei cambiamenti climatici sulle strategie riproduttive delle piante: uno studio dell’Università di Pisa traccia l’evoluzione dei semi negli ultimi 150 milioni di anni

La ricerca pubblicata sulla rivista New Phytologist

Uno studio dell’Università di Pisa ha tracciato l’evoluzione dei semi negli ultimi 150 milioni di anni evidenziando una relazione diretta tra evoluzione, cambiamento del clima terrestre e comparsa di innovazioni riproduttive nelle angiosperme, le piante a fiore maggiormente diffuse sul nostro pianeta. La ricerca condotta dal professore Angelino Carta dell’Ateneo pisano e da Filip Vandelook del Giardino botanico Meise in Belgio è stata pubblicata sulla rivista New Phytologist.

L’analisi ha riguardato i semi di 900 specie rappresentative di tutte le famiglie di angiosperme di cui è stato valutato il rapporto fra dimensioni dell’embrione e riserve nutritive. Dai risultati è emerso che i cambiamenti del clima della Terra hanno portato a un’ampia diversificazione, permettendo alle angiosperme di esplorare nuove strategie riproduttive e di adattarsi a habitat sempre più vari.

“Non sappiamo se i nuovi tipi di semi hanno favorito tale diversificazione oppure se i nuovi tipi di semi son comparsi in conseguenza di essa. Certamente però, ed è la cosa più affascinante – spiega Carta – l’innovazione evolutiva dei semi, coincide con la comparsa dei principali modelli strutturali dei fiori contribuendo a spingere la biodiversità moderna verso cambiamenti epocali denominati Rivoluzione Terrestre delle Angiosperme”.

La condizione ancestrale delle piante era quella di avere semi con embrioni relativamente piccoli, tendenza che ha avuto poche variazioni sino a quando le temperature medie globali sono state alte, sopra i 25 °C. Quando le temperature globali sono diminuite, con temperature intorno ai 15 °C, l’evoluzione ha favorito semi con embrioni più grandi che tendono infatti a germinare più rapidamente, un vantaggio in ambienti secchi o soggetti a condizioni imprevedibili. E tuttavia, come è emerso dallo studio, questo sviluppo non esaurisce la storia evolutiva dei semi che piuttosto ha avuto un andamento “a salti”. Semi con maggiori riserve nutritive e minori dimensioni dell’embrione mantengono infatti il vantaggio di ritardare la germinazione e aumentare le possibilità di sopravvivenza, soprattutto in ambienti come le foreste e gli habitat umidi.

“Questa ricerca è stata una sfida materiale e virtuale che non solo aiuta a comprendere il passato evolutivo delle piante a fiore, ma potrebbero anche fornire informazioni importanti su come risponderanno ai cambiamenti climatici futuri – conclude Angelino Carta, del Dipartimento di Biologia – la sfida materiale è iniziata diversi anni fa quando abbiamo iniziato, guidati da Filip Vandelook ad assemblare il più grande dataset relativo alle caratteristiche dimensionali e strutturali dei semi, utilizzando sia a materiale vivo ma anche valorizzando materiale conservato in erbari e banche semi; la sfida virtuale è stata gestire e analizzare questa mole di informazioni per ricostruire gli ultimi 150 milioni di anni di storia evolutiva dei semi attraverso sofisticati approcci analitici e le risorse del centro di calcolo dell’Ateneo pisano”.

Link articolo scientifico: https://doi.org/10.1111/nph.20445

Immagine di mxwegele

Testo dall’Ufficio Stampa dell’Università di Pisa.

Coltivare le verdure nello spazio: sarà possibile anche in assenza di luce 

La ricerca, a cui ha preso parte un team di biologi della Sapienza Università di Roma, ha individuato i meccanismi molecolari che consentono ad alcune microverdure di germogliare e crescere al buio. Lo studio è stato pubblicato sulla rivista “Plant Communications”.

Tra le principali sfide nella coltivazione di verdure nello spazio, una delle più rilevanti è la limitata disponibilità di risorse energetiche, in particolare la luce, fondamentale per la crescita e il corretto sviluppo delle piante.

L’individuazione di varietà di microverdure in grado di essere coltivate in contesti ambientali estremi, come le missioni spaziali, rappresenta una soluzione ideale soprattutto per rifornire di cibi freschi gli astronauti durante i viaggi e la loro permanenza nello spazio.

Uno studio, pubblicato sulla rivista “Plant Communications” e coordinato dai ricercatori Raffaele Dello Ioio e Paola Vittorioso del Dipartimento di Biologia e Biotecnologie della Sapienza, in collaborazione con l’Institute of Experimental Botany, l’Agenzia Spaziale Italiana e il Dipartimento di Biologia dell’Università di Pisa, ha permesso di isolare microverdure capaci di germinare al buio identificando un meccanismo molecolare che promuove la loro crescita indipendentemente dalla luce.

La ricerca si è focalizzata sulla Cardamine hirsuta, più comunemente nota come crescione amaro peloso, una pianta modello con caratteristiche di microverdura.

I ricercatori hanno dimostrato che la Cardamine è capace di germinare indipendentemente dalla luce e che deve questa sua capacità agli alti livelli di Acido gibberellico (GA), ormone presente in tutte le piante e responsabile della loro crescita, e al regolatore DAG1, che invece è coinvolto nel processo indipendentemente dalle condizioni di luce.

I risultati ottenuti dalla ricerca permetteranno di traslare queste conoscenze anche ad altre microverdure attraverso tecnologia TEA (tecniche di evoluzione assistita), aumentando il plafond di prodotti vegetali disponibili per gli astronauti e avvicinando la colonizzazione di altri pianeti.

Grazie alla joint venture del gruppo di Paola Vittorioso e di Raffaele Dello Ioio, finanziata dalla regione Lazio, sarà possibile inoltre approfondire nuove prospettive per lo sviluppo di colture più resilienti e che riescano ad adattarsi a contesti ambientali sempre più complessi a causa del cambiamento climatico.

 “Oggi le tematiche legate all’ambiente – commenta Dello Ioio – coinvolgono la società in tutte le sue componenti rendendo necessario lo sviluppo di strategie alternative per rendere le coltivazioni sostenibili e adattabili alle nuove condizioni climatiche. La generazione di piante di interesse agronomico i cui semi sono capaci di germinare in condizioni non ottimali rappresenterebbe quindi un importante traguardo per la generazione di colture tolleranti i cambiamenti ambientali”.

Riferimenti bibliografici:

Andrea Lepri, Hira Kazmi, Gaia Bertolotti, Chiara Longo, Sara Occhigrossi, Luca Quattrocchi, Mirko De Vivo, Daria Scintu, Noemi Svolacchia, Danuse Tarkowska, Veronika Tureckova, Miroslav Strnad, Marta Del Bianco, Riccardo di Mambro, Paolo Costantino, Sabrina Sabatini, Raffaele Dello Ioio, Paola Vittorioso, A DOF transcriptional repressor-gibberellin feedback loop plays a crucial role in modulating light-independent seed germination, Plant Communications, Volume 0, Issue 0, 101262, DOI: https://www.cell.com/plant-communications/fulltext/S2590-3462(25)00024-0

Coltivare le verdure nello spazio: sarà possibile anche in assenza di luce; la ricerca si è concentrata sul crescione amaro peloso (Cardamine hirsuta). Foto di Rasbak, CC BY-SA 3.0

Testo dal Settore Ufficio stampa e comunicazione Sapienza Università di Roma

Progetto LIFE OASIS: proteggere le tartarughe marine dalla “pesca fantasma”

Il Dipartimento di Biologia dell’Università di Pisa è partner di LIFE OASIS, un progetto europeo che punta a salvaguardare la biodiversità marina riducendo il rischio intrappolamento che deriva da attrezzi da pesca abbandonati o smarriti.

Ogni anno, in Mediterraneo molte tartarughe marine possono rimanere intrappolate in attrezzi da pesca persi o abbandonati. Proteggere gli ecosistemi del ‘Mare Nostrum’ richiede un’azione coordinata e una responsabilità condivisa, fra i diversi paesi e le diverse flotte che operano al suo interno, per proteggere la nostra biodiversità, ma anche la sostenibilità della pesca e la sicurezza marittima. LIFE OASIS è stato istituito per affrontare questo problema, un progetto pionieristico che combina tecnologia, ricerca e collaborazione diretta con il settore della pesca e marittimo a livello internazionale e che vede il Dipartimento di Biologia dell’Università di Pisa fra i partner. Il progetto durerà cinque anni e punta a mitigare gli impatti negativi della pesca e dei rifiuti marini sulla biodiversità del Mediterraneo, con particolare attenzione alle tartarughe Caretta caretta, una specie prioritaria, censita anche nella Direttiva Habitat e classificata nella Lista Rossa della IUCN come specie “Vulnerabile” a livello globale.

Reti, lenze, nasse lasciate in mare e lasciate incustodite si possono infatti trasformare in trappole mortali e possono continuare a catturare pesci e altre specie per mesi o addirittura anni, un fenomeno noto come “pesca fantasma”.

In particolare, il Progetto LIFE OASIS svilupperà di un modello intelligente di aFAD (intelligent anchored Fish Aggregating Device) cioè di dispositivi ancorati sul fondale marino usati per pescare in modo controllato e sostenibile. Gli strumenti saranno dotati di sensori avanzati per monitorare le l’ecosistema circostante e raccogliere dati sulla presenza di pesci e specie protette come le tartarughe marine. Verrà inoltre realizzata una mappatura degli attrezzi da pesca abbandonati, persi o scartati nel Mediterraneo.

“Il progetto coniuga innovazione tecnologica e ricerca scientifica, promuovendo la sinergia tra pescatori, operatori del settore e ricercatori con azioni che si svolgono in continuità con le azioni di progetti finanziati in passato come LIFE MEDTURTLES o TARTALIFE. L’obiettivo è triplice: prevenire la cattura accidentale delle tartarughe marine, promuovere la sostenibilità della pesca e tutelare la biodiversità – spiega il professor Paolo Casale dell’Università di Pisa, referente scientifico del progetto ed esperto nella conservazione delle tartarughe marine e nelle loro interazioni con la pesca.

“Le iniziative che intraprenderemo – conclude Casale – avranno un impatto positivo sulla salute degli ecosistemi marini, contribuendo a limitare i danni alla biodiversità e riducendo il rischio di cattura accidentale di specie protette”.

LIFE OASIS (Mitigating the negative interactions of protected species with marine litter and pelagic fisheries of the Mediterranean) è un’iniziativa co-finanziata dall’Unione Europea nell’ambito del Programma LIFE (GA n. 101148343 – LIFE23-NAT-ES-LIFEOASIS). Il progetto è coordinato da Alnitak Research Institute (una ONG spagnola) e vede la collaborazione di prestigiosi partner, tra cui il Consiglio superiore delle ricerche scientifiche spagnolo (CSIC) e, fra quelli italiani, la Stazione Zoologica Anton Dhorn e l’Associazione Filicudi Wildlife Conservation.

Testo e foto dall’Ufficio Stampa dell’Università di Pisa.

Censita per la prima volta la flora del Comune di Pisa, in totale sono presenti 1404 specie di cui 112 aliene

La ricerca dell’Università di Pisa pubblicata sulla rivista Plants rivela una ricca diversità floristica, anche se le specie aliene superano le aspettative

La città di Pisa rappresenta un po’ la culla della Botanica moderna: nel 1543, durante il Rinascimento, proprio all’Università venne fondato il primo Orto Botanico accademico al mondo. Ma nonostante questa illustre storia, ancora oggi mancava un elenco completo di tutte le specie e sottospecie di piante vascolari (felci, conifere, piante a fiore) che crescono spontaneamente nel Comune di Pisa.

Censita per la prima volta la flora del Comune di Pisa. Gallery

A colmare questa lacuna è stato un gruppo di botanici dell’Università di Pisa, Lorenzo Peruzzi, Gianni Bedini Jacopo Franzoni del Dipartimento di BiologiaIduna Arduini del Dipartimento di Scienze Agrarie, Alimentari e Agro-ambientali a cui si è aggiunto Brunello Pierini, studioso appassionato della materia. Il risultato è stata una ricerca appena pubblicata sulla rivista internazionale Plants che ha censito nel Comune di Pisa un totale di 1404 tra specie e sottospecie, di cui 112 aliene.

“Nonostante la marcata urbanizzazione dell’area, abbiamo documentato una importante ricchezza floristica, con il 33% di specie native in più rispetto all’atteso – afferma Lorenzo Peruzzi, professore ordinario di Botanica sistematica – ma purtroppo, anche le specie aliene sono molto rappresentate, con il 34,9% in più rispetto alle aspettavive”.

Dal punto di vista conservazionistico, l’inventario comprende alcune piante a rischio di scomparsa che in gran parte sono state trovate nell’area protetta del Parco Naturale Regionale di Migliarino – San Rossore – Massaciuccoli. In particolare, sono quattro le specie vulnerabili (Butomus umbellatus , Leucojum aestivum subsp. aestivum , Ranunculus ophioglossifoliusThelypteris palustris), nove quelle minacciate (Anacamptis palustrisBaldellia ranunculoidesCardamine apenninaCentaurea aplolepa subsp. subciliataHottonia palustrisHydrocotyle vulgarisSagittaria sagittifoliaSolidago virgaurea subsp. litoralis , Triglochin barrelieri) e una gravemente minacciata (Symphytum tanaicense).

“Il problema delle invasioni biologiche è molto rilevante nel Comune di Pisa – commenta Iduna Arduini, professoressa associata di Botanica ambientale e applicata – Tra le 45 aliene invasive documentate nello studio, ve ne sono 4 di rilevanza unionale, piante cioè i cui effetti negativi sono talmente rilevanti da richiedere un intervento coordinato e uniforme a livello di Unione Europea, e una, Salpichroa origanifolia, localmente molto invasiva”.

“La fonte primaria dei dati floristici utilizzati è rappresentata da Wikiplantbase #Toscana,” – continua Gianni Bedini, professore ordinario di Botanica sistematica – un database floristico liberamente accessibile da cui abbiamo potuto estrarre ben 12.002 segnalazioni, disponibili grazie allo sforzo di numerosi e attivi collaboratori, ben esemplificando il ruolo cruciale giocato anche dalla cosiddetta Citizen Science nell’accumulare importanti informazioni di tipo floristico”.

“Questo lavoro, oltre a fare il punto sulle conoscenze floristiche della città, fornirà anche i dati di base per il progetto IDEM FLOS, finanziato nell’ambito di un bando a cascata del National Biodiversity Future Center, con l’Università di Trieste come partner capofila – conclude Jacopo Franzoni, assegnista in Botanica sistematica – consentendoci di costruire uno strumento per l’identificazione di tutte queste specie, che sarà reso liberamente accessibile entro il 2025 e potrà essere usato per diffondere le conoscenze della flora locale alla popolazione”.

Riferimenti bibliografici:

Peruzzi L, Pierini B, Arduini I, Bedini G, Franzoni J. The Vascular Flora of Pisa (Tuscany, Central Italy), Plants. 2025; 14(3):307, DOI: https://doi.org/10.3390/plants14030307

Testo e foto dall’Ufficio Stampa dell’Università di Pisa.