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Fiumi e torrenti: grazie all’intelligenza artificiale ora è possibile prevedere le alluvioni fino a sei ore di anticipo

Lo studio dell’Università di Pisa e del Consorzio di Bonifica Toscana Nord pubblicato su Scientific Reports

 

Nuovi modelli previsionali basati sull’intelligenza artificiale consentono di prevedere fino a sei ore di anticipo le alluvioni provocate da fiumi minori e torrenti, corsi d’acqua che sono ad oggi i più difficili da gestire e monitorare. La notizia arriva da uno studio dell’Università di Pisa e del Consorzio di Bonifica Toscana Nord pubblicato su Scientific Reports, rivista del gruppo Nature.

“Le forti precipitazioni concentrate in breve tempo e su aree ristrette rendono difficile la gestione dei corsi d’acqua minori, dove la rapidità di deflusso delle acque piovane aumenta il rischio di piene improvvise, basti pensare agli eventi alluvionali avvenuti nel novembre 2023 nella provincia di Prato dove sono esondati i torrenti Furba e Bagnolo e, più recentemente, a quelli che hanno colpito la Valdera e la provincia di Livorno” spiega Monica Bini, professoressa del Dipartimento di Scienze della Terra dell’Università di Pisa che ha coordinato la ricerca.

I modelli predittivi basati sull’intelligenza artificiale sono stati addestrati a partire dalla banca dati pluviometrica e idrometrica fornita del Servizio Idrologico Regionale della Toscana. Il passo successivo sarà quindi di sviluppare software semplici e facili da usare per anticipare le criticità dei corsi d’acqua e di mitigare i danni.

“L’intelligenza artificiale si è rivelata uno strumento prezioso per dare preallerta in piccoli bacini anche con sei ore di anticipo, ma resta fondamentale che le decisioni operative siano sempre supervisionate da esperti,” ha sottolineato il dottor Marco Luppichini, primo autore dell’articolo e assegnista di ricerca del Dipartimento di Scienze della Terra dell’Ateneo pisano.

“La disponibilità di dati pluviometrici forniti dal Servizio Idrologico Regionale e il finanziamento del Consorzio di Bonifica, per cui ringraziamo il presidente Ismaele Ridolfi, sono stati fondamentali per il successo della ricerca a cui  ha collaborato sempre per il Consorzio l’ingegnere Lorenzo Fontana – dice Monica Bini  – è per me inoltre motivo di orgoglio la partecipazione al lavoro di Giada Vailati, studentessa del corso di laurea magistrale in Scienze Ambientali del quale sono presidente, credo sia l’esempio tangibile di come il corso affronti tematiche di estrema attualità e come i nostri studenti possano da subito diventare protagonisti di ricerche internazionali e incidere sulla gestione del territorio”.

“È un risultato che ci rende orgogliosi del lavoro fatto e della collaborazione stretta in questi anni con un’eccellenza come il Dipartimento di Scienze della Terra dell’Università di Pisa – sottolinea il presidente del Consorzio di Bonifica Toscana Nord, Ismaele Ridolfi – In queste settimane, l’emergenza climatica in atto ha dato una terribile dimostrazione degli effetti disastrosi che può avere sulle nostre vite con i casi di Emilia-Romagna, Marche, la stessa Toscana fino ad arrivare alle più recenti alluvioni che hanno colpito la Spagna e in particolare il territorio di Valencia. Oltre alle necessarie manutenzioni ordinarie e alle opere straordinarie per ridurre il rischio, abbiamo il dovere di sfruttare al meglio i nuovi strumenti in grado di prevedere il prima possibile eventi pericolosi e gli eventuali effetti sui nostri territori. La collaborazione continuerà – conclude Ridolfi -, grazie alla nuova convenzione sottoscritta nei mesi scorsi, per approfondire il tema ed estendere gli studi ad altri corsi d’acqua”.

Monica Bini e Ismaele Ridolfi
Monica Bini e Ismaele Ridolfi

Riferimenti bibliografici:

Luppichini, M., Vailati, G., Fontana, L. et al. Machine learning models for river flow forecasting in small catchments, Sci Rep 14, 26740 (2024), DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-024-78012-2

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

Scoperti i più antichi antenati del bue domestico: i resti di uro nella valle dell’Indo e in Mesopotamia risalgono a 10mila anni fa

La ricerca, pubblicata sulla rivista Nature, ha coinvolto il paleontologo dell’Università di Pisa, Luca Pandolfi

I più antichi antenati del bue domestico sono stati scoperti nella valle dell’Indo e nella mezzaluna fertile in Mesopotamia: si tratta di resti di uro (Bos primigenius) risalenti a circa 10mila anni fa. La ricerca pubblicata sulla rivista Nature e condotta dal Trinity College di Dublino e dall’Università di Copenaghen, ha coinvolto Luca Pandolfi, paleontologo del Dipartimento di Scienze della Terra dell’Università di Pisa, che da tempo si occupa dell’evoluzione e dell’estinzione dei grandi mammiferi continentali anche in relazione ai cambiamenti climatici.

Cranio di uro conservato al Museo di Storia Naturale dell'Università di Breslavia, Polonia (foto Luca Pandolfi)
Cranio di uro conservato al Museo di Storia Naturale dell’Università di Breslavia, Polonia (foto Luca Pandolfi)

Gli uri addomesticati erano animali abbastanza simili a quelli selvatici, ma un po’ più piccoli, soprattutto con corna meno sviluppate ad indicare una maggiore mansuetudine. Giulio Cesare nel De Bello Gallico (De Bello Gallico, 6-28) descrive infatti l’uro selvatico come un animale di dimensioni di poco inferiori all’elefante, veloce e di natura particolarmente aggressiva. Dai resti fossili emerge che gli uri selvatici potevano raggiungere un’altezza di poco meno di due metri, i 1000 kg di peso ed avere corna lunghe più di un metro. La loro presenza ha dominato le faune dell’Eurasia e del Nord Africa a partire da circa 650 mila anni fa, per poi subire un forte declino dalla fine del Pleistocene, circa 11mila anni fa, fino alla sua estinzione in età moderna. L’ultimo esemplare di cui si ha notizia fu abbattuto il Polonia nel 1627.

“Lo studio su Nature ha analizzato per la prima volta questa specie per comprenderne la storia evolutiva e genetica attraverso resti fossili rinvenuti in diversi di siti in Eurasia, Italia inclusa, e Nord Africa”, dice Luca Pandolfi.

Dai reperti, che includono scheletri completi e crani ben conservati, sono stati estratti campioni di DNA antico. La loro analisi ha quindi permesso di individuare quattro popolazioni ancestrali distinte che hanno risposto in modo diverso ai cambiamenti climatici e all’interazione con l’uomo. Gli uri europei, in particolare, subirono una diminuzione drastica sia in termini di popolazione che di diversità genetica durante l’ultima era glaciale, circa 20 mila anni fa. La diminuzione delle temperature ridusse infatti il loro habitat spingendoli verso la Penisola Italiana e quella Iberica da cui successivamente ricolonizzarono l’intera Europa.

“Nel corso del Quaternario, epoca che va da 2 milioni e mezzo di anni fa sino ad oggi, l’uro è stato protagonista degli ecosistemi del passato, contraendo ed espandendo il proprio habitat in relazione alle vicissitudine climatiche che hanno caratterizzato questo periodo di tempo – conclude Pandolfi – le ossa di questi maestosi animali raccontano ai paleontologi la storia del successo, adattamento e declino, di una specie di cui noi stessi abbiamo concorso all’estinzione e rivelano la complessità e fragilità delle relazioni che legano gli organismi viventi al clima del nostro Pianeta”.

Pitture rupestri di Lascaux (Francia) con raffigurazioni di uro. Crediti per l'immagine: Prof. Saxx, CC BY-SA 3.0
Pitture rupestri di Lascaux (Francia) con raffigurazioni di uro. Crediti per l’immagine: Prof. Saxx, CC BY-SA 3.0

Journal reference: The genomic natural history of the aurochs, Nature, 2024; DOI: 10.1038/s41586-024-08112-6

 

Testo e immagine dall’Ufficio Stampa dell’Università di Pisa

Repistat: individuata una nuova molecola capace di rallentare la progressione della retinite pigmentosa

L’Università di Pisa partner dello studio che ha guadagnato la copertina del Journal of Medicinal Chemistry.

Si chiama REPISTAT, è una nuova molecola capace di rallentare la progressione della retinite pigmentosa, una rara patologia genetica che può portare negli anni alla totale cecità. La scoperta arriva da uno studio, che si è guadagnato la copertina del Journal of Medicinal Chemistry. A progettare e sintetizzare la molecola è stato un gruppo di ricerca di chimica farmaceutica dell’Ateneo di Siena in collaborazione, per le prove biologiche, con il Dipartimento di Farmacia dell’Ateneo pisano, e con l’Istituto di Neuroscienze del CNR – Pisa, la University College London e l’Università di Ferrara.

La sperimentazione è stata condotta in vitro e su modelli animali e la speranza è che in futuro REPISTAT possa essere alla base della formulazione di un nuovo farmaco, magari un collirio, capace di ritardare l’evoluzione della malattia.

“La retinite pigmentosa è una rara malattia genetica tuttora priva di una cura risolutiva, a causarla sono circa 200 mutazioni su una sessantina di geni, la cura più efficace è la terapia genica, con costi altissimi però, tanto che sono state attualmente sviluppate delle terapie solo per due mutazioni – spiega la professoressa Ilaria Piano del Dipartimento di Farmacia dell’Università di Pisa – ci sono tuttavia degli elementi che accomunano tutte le forme di retinite pigmentosa, come ad esempio i processi infiammatori, ossidativi o l’apoptosi, cioè il meccanismo che regola la morte programmata delle cellule. La molecola che abbiamo sviluppato è in grado di agire come modulatore epigenetico e attraverso questo meccanismo interviene proprio su questi processi aprendo un’opportunità per trattare su larga scala i pazienti, indipendentemente dalla mutazione genica”.

La ricerca è frutto di RePiSTOP, un progetto di ricerca di interesse nazionale del 2022 finanziato dal Ministero dell’Università e della Ricerca.

Link articolo scientifico “Targeting Relevant HDACs to Support the Survival of Cone Photoreceptors in Inherited Retinal Diseases: Identification of a Potent Pharmacological Tool with In Vitro and In Vivo Efficacy”, Journal of Medicinal Chemistry, DOI10.1021/acs.jmedchem.4c00477

J. Med. Chem. 2024, 67, 17, 14946–14973, Link:https://doi.org/10.1021/acs.jmedchem.4c00477
Pubblicato il 4 Luglio 2024
Copyright © 2024 American Chemical Society
J. Med. Chem. 2024, 67, 17, 14946–14973, Link:
https://doi.org/10.1021/acs.jmedchem.4c00477
Pubblicato il 4 Luglio 2024
Copyright © 2024 American Chemical Society

Testo e immagine dall’Ufficio Stampa dell’Università di Pisa

Progetto Encompass: Italia e Cina insieme per studiare la contaminazione da microplastiche nei terreni agricoli e nelle acque sotterranee

Il progetto Encompass è coordinato dall’Università di Pisa e finanziato Ministero degli Affari Esteri e della Cooperazione Internazionale, la sperimentazione sul campo in provincia di Pisa

La contaminazione da microplastiche nei terreni agricoli e nelle acque sotterranee è un problema nuovo e relativamente poco studiato, con effetti ancora non del tutto chiari dal punto di vista dell’ambiente e della salute. Definire nuovi protocolli per affrontare il fenomeno è la sfida del progetto Encompass che unisce nell’impegno Italia e Cina con l’Università di Pisa come capofila e fra i partner l’Università tecnologica di Shenzhen e l’Istituto Orientale di Tecnologia (Eastern Institute of Technology) di Ningbo. La sperimentazione sul campo avverrà sia in Cina che in Italia, precisamente nella zona della bonifica di Massaciuccoli, nel comune di Vecchiano (Pisa).

“La contaminazione da microplastiche nei suoli agricoli ha potenzialmente conseguenze molto serie per le produzioni alimentari, la biodiversità e il benessere degli ecosistemi terrestri in generale – spiega il professore Valter Castelvetro del dipartimento di Chimica e Chimica Industriale dell’Ateneo pisano – A tutt’oggi non esistono protocolli analitici validati e condivisi per gestire il fenomeno, anche a perché è molto difficile isolare le microplastiche dai suoli”.

L’obiettivo di Encompass è dunque condividere e sviluppare nuovi protocolli analitici per determinare quantità e tipologia di microplastica presente nei suoli e nelle acque sotterranee. Le metodologie riguarderanno sia la quantificazione numerica, cioè il numero e la natura delle particelle polimeriche, sia la massa per tipologia di polimero, calcolata quest’ultima secondo una procedura ideata e validata all’Università di Pisa. L’ambizione è inoltre di mettere a punto modelli su scala per studiare in laboratorio il processo di trasporto delle microplastiche dalla superficie alle falde acquifere attraverso le diverse tipologie di suolo.

L’impatto che deriva dal crescente inquinamento da materie plastiche, e conseguentemente da microplastiche, sulla produttività dei suoli agricoli, sul benessere degli ecosistemi naturali e sulla biodiversità potrebbe essere molto grave nei prossimi anni, anche in considerazione dei possibili effetti sinergici con le alterazioni climatiche, lo sfruttamento intensivo dei suoli e la depauperazione delle importantissime riserve di acqua sotterranea – sottolinea Castelvestro – Conoscere il problema è un passo fondamentale per poterne comprendere le conseguenze e studiare possibili soluzioni o mitigarne gli effetti”.

Progetto Encompass:Italia e Cina insieme per studiare la contaminazione da microplastiche nei terreni agricoli e nelle acque sotterranee. Nella gallery, le immagini del primo campionamento nella zona della bonifica di Massaciuccoli, nel comune di Vecchiano (Pisa)

Encompass è stato finanziato fra i Progetti di Grande Rilevanza del Programma esecutivo di Cooperazione scientifica e tecnologica bilaterale tra Italia (MAECI, Ministero degli Affari Esteri e della Cooperazione Internazionale) e Cina (MOST, Ministry of Science and Technology).

Per l’Università di Pisa, il progetto è gestito tramite il Centro per l’Integrazione della Strumentazione scientifica (CISUP) e vede coinvolti ricercatori del Dipartimento di Chimica e Chimica Industriale e del Dipartimento di Scienze della Terra. Collaborano a Encompass: Valter Castelvetro, Andrea Corti, Stefania Giannarelli, Antonella Manariti, Jacopo La Nasa, Laura Pacilio, Riccardo Gherardini, Alessio Monnanni, Riccardo Petrini, Roberto Giannecchini, Viviana Re e Stefano Viaroli.

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

Microcircuiti flessibili. L’Europa premia il progetto di frontiera SKIN2DTRONICS dell’Università di Pisa con il prestigioso ERC Synergy Grant
Il riconoscimento a Gianluca Fiori per il progetto SKIN2DTRONICS. Per il professore del Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione è il secondo ERC.

Il progetto SKIN2DTRONICS vince l'ERC Synergy Grant 2024 microcircuiti flessibili tumore al cervello tumori recrudescenza glioblastoma

Gianluca Fiori, docente di Ingegneria Elettronica all’Università di Pisa, è uno dei vincitori del bando ERC Synergy Grant di quest’anno.

Gli ERC sono i finanziamenti europei alla ricerca in assoluto più competitivi, e sono riconosciuti a un piccolo numero di progetti sulla sola base dell’eccellenza scientifica.

Per il 2024 sono stati riconosciuti 56 grant a fronte di 548 progetti presentati, a testimonianza dell’altissima selettività del finanziamento.

Il progetto di Gianluca Fiori si chiama SKIN2DTRONICS, e sarà finanziato con dieci milioni di euro nei prossimi sei anni per sviluppare una tecnologia all’avanguardia che permetta la costruzione di microcircuiti elettronici su materiali deformabili e ultra flessibili. Per il professore è il secondo ERC, dopo quello ottenuto nel 2017 per le sue ricerche sull’elettronica stampabile su carta.

“L’idea alla base di SKIN2DTRONICS – racconta Gianluca Fiori – è che l’elettronica può essere integrata, letteralmente, ovunque. Puntiamo a sviluppare elettronica flessibile spessa meno di un micron, e collocabile su ogni tipo di superficie, indipendentemente da forma, irregolarità e consistenza. Questo può aprire  la strada a una grandissima gamma di applicazioni, incluso  l’ambito medico.
Nello specifico, ci occuperemo dello sviluppo di un dispositivo elettronico flessibile e biocompatibile in grado di monitorare la recrudescenza di tumori molto aggressivi come il glioblastoma, un tumore al cervello che attualmente ha un’altissima percentuale di mortalità, perché i monitoraggi periodici per stabilire la recrudescenza sono molto dilazionati nel tempo, dovendo utilizzare una tecnica molto costosa come la  risonanza magnetica.
Il dispositivo elettronico che metteremo a punto potrà essere inserito direttamente nella cavità lasciata nel cervello dopo la rimozione chirurgica del tumore, e, grazie alla sua flessibilità e adattabilità, potrà aderire perfettamente ai bordi della cavità. Il dispositivo conterrà microsensori di pH, temperatura e pressione in grado di monitorare l’eventuale insorgenza di nuovi tumori in tempo reale.”
“Il progetto – conclude Fiori – è decisamente ambizioso, dovendo affrontare una doppia sfida: riuscire a integrare in pochi centimetri quadri  migliaia di transistori necessari per elaborare i segnali, analizzare i dati e comunicarli all’esterno, e progettare l’elettronica in modo che le sue prestazioni restino stabili anche su superfici curve e irregolari.”
Gianluca Fiori
Gianluca Fiori

II Synergy Grant premia progetti così innovativi e ambiziosi da richiedere, per avere successo, la stretta collaborazione e l’integrazione delle conoscenza di un gruppo di scienziati. Oltre a Gianluca Fiori, il team di SKIN2DTRONICS è composto da Andreas Kis, EPFL Losanna (Scuola Politecnica Federale), Andres Castellano Gomez, CSIC Madrid (Consiglio Superiore per la Ricerca Scientifica) e Kostas Kostarelos, ICN2 Barcellona (Istituto Catalano di Nanoscienza e Nanotecnologia).

“Un riconoscimento come questo – commenta il direttore del Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione Sergio Saponara – testimonia l’eccellenza della ricerca all’interno del nostro dipartimento, e il suo grande impatto sulla società e sul sistema produttivo. Da molti anni i nostri ricercatori sono al lavoro per sviluppare tecnologie per una società sempre più digitale. Tutta l’attività del Dipartimento dedicata al futuro si svolge all’interno del nostro laboratorio FoReLab, in cui una ricerca altamente integrata e interdisciplinare punta a fornire gli strumenti per una società e una industria 5.0, in cui dispositivi e tecnologia sono pensati e ritagliati sui bisogni delle persone. Grazie al finanziamento dell’ERC Synergy Grant potremo mettere a punto una generazione di nuovi dispositivi, in pratica una nuova industria dell’elettronica, con applicazioni centrate sui pazienti, come dispositivi wearable e applicazioni medicali”.

 

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

Elezioni USA 2020 su Twitter: sostenitori dei repubblicani più faziosi e organizzati dei pro democratici

I risultati di uno studio coordinato dall’Università di Pisa su EPJ Data Science

Più faziosi, coordinati e determinati a diffondere i propri messaggi in modo virale attraverso sistemi automatici come i bot. La descrizione fotografa il comportamento su Twitter dei gruppi di estrema destra pro repubblicani durante le elezioni presidenziali USA del 2020. Al contrario i sostenitori dei democratici apparivano complessivamente meno coordinati e impegnati principalmente in una comunicazione innocua e basata sui fatti. Alla vigilia delle nuove elezioni in USA, il quadro emerge da uno studio realizzato dall’Università di Pisa e dall’Istituto di Informatica e Telematica del CNR pubblicato su EPJ Data Science, una rivista del gruppo Springer Nature.

La ricerca ha analizzato un dataset di 260 milioni di tweet e ha individuato tre categorie principali: i gruppi moderati e genuinamente interessati al dibattito elettorale, i gruppi cospirativi che hanno diffuso informazioni false e narrazioni controverse e le reti di influenza straniera che hanno cercato di cavalcare il dibattito. Al di là del comportamento dei sostenitori di destra e di sinistra, i risultati hanno inoltre mostrato che Twitter è stato efficace nel contrastare l’attività solo di alcuni gruppi, mentre ha fallito con altri altrettanto sospetti.

“In un contesto di crescente preoccupazione per la manipolazione dell’opinione pubblica attraverso i social media, il nostro studio offre un’analisi approfondita delle dinamiche su Twitter (ora X) durante le elezioni presidenziali del 2020 – dice il professore Marco Avvenuti del dipartimento di Ingegneria dell’Informazione dell’Università di Pisa – Il comportamento coordinato online è un fenomeno complesso che può avere effetti significativi sulla società e sulla politica, rendendo essenziale la sua analisi e comprensione. Con l’avvicinarsi delle elezioni del 2024, questi risultati offrono spunti cruciali per affrontare le minacce alla democrazia e alla comunicazione pubblica, contribuendo a garantire l’integrità del dibattito politico online”.

Marco Avvenuti
Marco Avvenuti

“Tra i risultati abbiamo anche trovato che alcune comunità straniere sono risultate più attive e determinate nell’influenzare il dibattito elettorale, con l’obiettivo di portare l’attenzione su proteste in atto nei loro paesi”, aggiunge Serena Tardelli, ricercatrice dell’Istituto di Informatica e Telematica del CNR.

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

Riscaldamento globale: entro 2100 pericolo estinzione per alghe e foreste marine

L’Università di Pisa partner dello studio pubblicato sulla rivista Nature Communications, secondo il team di ricerca le regioni polari potrebbero essere l’ultimo rifugio per queste specie

Se non ci saranno interventi per mitigare subito le emissioni di gas serra, le foreste macroalgali e le fanerogame (fra cui Posidonia oceanica, una pianta superiore endemica del Mediterraneo) sono a rischio estinzione entro il 2100. Il riscaldamento globale rischia di provocare a livello mondiale una riduzione fra l’80 e il 90% degli ambienti adatti alla sopravvivenza di queste specie che potranno trovare rifugio solo nelle regioni polari. Lo scenario emerge da uno studio pubblicato sulla rivista Nature Communications e condotto dalle Università di Helsinki e di Pisa, dall’Istituto superiore per la protezione e la ricerca ambientale (ISPRA) e dal Centro di eccellenza australiano per la Biodiversità e il patrimonio naturale (CABAH).

Attraverso modelli statistici, la ricerca ha mappato la distribuzione di 207 specie, 185 macroalghe brune e 22 fanerogame, a partire dal 2015 con proiezioni annuali sino alla fine del secolo. Questi organismi, presenti attualmente in grande quantità sulle coste (le macroalghe occupano 2,63 milioni di km2 e le fanerogame 1,65), sono essenziali per la vita marina in quanto producono ossigeno attraverso la fotosintesi, immagazzinano anidride carbonica, contribuiscono a mantenere una elevata biodiversità, fanno da ‘nursery’ a numerose specie di pesci e crostacei di interesse commerciale e proteggono dall’erosione costiera.

“La questione è globale, le foreste macroalgali popolano le coste rocciose di tutto il mondo, dalla battigia ad alcune decine di metri di profondità – spiega il professore Lisandro Benedetti-Cecchi del dipartimento di Biologia dell’Università di Pisa – Nel Mediterraneo queste sono costituite prevalentemente da alghe brune arborescenti del genere Cystoseira, piante le cui “chiome” si innalzano dal fondo per alcune decine di centimetri formando delle vere e proprie foreste in miniatura. Insieme a Posidonia oceanicale alghe arborescenti sono una riserva di energia che alimenta il funzionamento dell’intero sistema marino costiero e in ultima analisi la nostra vita sulla terraferma”.

L’impatto del cambiamento climatico non sarà comunque uniforme a livello globale, con zone che potranno perdere o guadagnare in termini di biodiversità, in un bilancio complessivo comunque negativo. Secondo la stime, le foreste di macroalghe e le fanerogame diminuiranno soprattutto in Europa, nel Mar Baltico, nel Mar Nero, nella costa pacifica del Sud America, nella penisola coreana e nelle coste nord-occidentali e sud-orientali dell’Australia.

Gli studi sul cambiamento climatico di solito riguardano l’ambiente terrestre, mentre il mare resta di solito relativamente inesplorato – conclude il professore Lisandro Benedetti-Cecchi – questo lavoro vuole ribaltare la prospettiva, e quantificare i cambiamenti globali che riguardano l’ecosistema marino”.

Riferimenti bibliografici:

Manca, F., Benedetti-Cecchi, L., Bradshaw, C.J.A. et al. Projected loss of brown macroalgae and seagrasses with global environmental change, Nat Commun 15, 5344 (2024), DOI: https://www.nature.com/articles/s41467-024-48273-6

Riscaldamento globale: entro 2100 pericolo estinzione per alghe e foreste marine; lo studio è pubblicato sulla rivista Nature Communications. Nell’immagine, Posidonia oceanica. Foto di Frédéric Ducarme, CC BY-SA 4.0

Testo e foto (ove non indicato diversamente) dall’Ufficio Stampa dell’Università di Pisa

La ricerca sulle microplastiche deve essere “plastic free”

Lo studio dell’Università di Pisa pubblicato sulla rivista Science of the Total Environment

Quando si studiano le microplastiche c’è il rischio che i risultati siano “inquinati”, per questo è importante che le ricerche siano “plastic free”. Uno studio dell’Università di Pisa appena pubblicato sulla rivista Science of the Total Environment ha posto l’attenzione proprio su questo aspetto con riferimento alle indagini sulle acque sotterranee.

“Lo studio delle microplastiche nelle acque sotterranee è un argomento relativamente nuovo. Per evitare possibili contaminazioni, all’inizio della ricerca abbiamo definito un protocollo di campionamento e trattamento dei campioni assolutamente “plastic free”, come del resto prescritto dalla comunità scientifica – racconta il professore Stefano Viaroli dell’Università di Pisa – Arrivati sul campo però ci siamo trovati di fronte a pozzi e piezometri con rivestimenti e tubazioni in PVC e quindi ci siamo chiesti se e quanto questi elementi plastici potessero compromettere la qualità dell’acqua e i risultati complessivi”.

Il campionamento delle acque sotterranee si basa infatti su pozzi di monitoraggio e pozzi d’acqua preesistenti, spesso costruiti con rivestimenti o tubi in PVC che pur convenienti in termini di qualità-prezzo presentano, come in questo caso, aspetti problematici.

Il team di ricerca ha quindi intrapreso una indagine a tappeto sugli studi esistenti, anche se spesso nei vari lavori le caratteristiche di questi pozzi non sono sufficientemente dettagliate. Dai risultati preliminari è emerso che se il PVC supera il 6% della concentrazione totale di microplastiche nei campioni di acqua, è probabile che i rivestimenti e i tubi in PVC siano una fonte locale di inquinamento, inficiando i risultati analitici. Il fenomeno infatti non prefigura allarmi ambientali, anche se studi di fisica o scienza dei materiali avranno in futuro il compito di definire i tassi e processi di invecchiamento del PVC con una quantificazione del possibile rilascio di microplastiche.

“I pozzi essendo un accesso per raggiungere direttamente le falde possono essere un canale preferenziale di contaminazione, sia di microplastiche che di qualsiasi altro contaminante proveniente dalla superficie. Per questo motivo – conclude Viaroli – è importante che siano correttamente protetti con particolare cautela nel caso di campionamento, per ottenere un dato più significativo sul reale stato dell’intera falda acquifera e non solo del singolo punto”.

Il lavoro pubblicato su Science of The Total Environment si inserisce nell’ambito di SPONGE, una Postdoctoral Fellowship finanziata dalla Commissione Europea all’interno delle Marie Skłodowska-Curie Actions  e coordinata dall’Università di Pisa partito nel 2022 che ha come obiettivo lo studio delle microplastiche e di altri contaminanti emergenti nelle falde acquifere urbane.

Per l’Ateneo pisano hanno partecipato alla ricerca docenti dei Dipartimenti di Scienze della Terra, di Chimica e Chimica Industriale e del Center for Instrument Sharing (CISUP): Stefano Viaroli, Roberto Giannecchini, Riccardo Petrini, Viviana Re e Valter Castelvetro. Hanno inoltre collaborato docenti dell’Istituto Orientale di Tecnologia (Eastern Institute of Technology, Cina), dell’Università Meridionale di Scienza e Tecnologia (Southern University of Science and Technology (SUSTech), Cina) e dell’Università Nazionale di Kangwon (Kangwon National University, Corea del Sud).

Riferimenti Bibliografici: 

Stefano Viaroli, Michele Lancia, Jin-Yong Lee, Yujie Ben, Roberto Giannecchini, Valter Castelvetro, Riccardo Petrini, Chunmiao Zheng, Viviana Re, Science of The Total Environment, Volume 946, 10 October 2024, 174259, DOI: https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2024.174259

Fibre di microplastica negli ambienti marini.
Quando si studiano le microplastiche c’è il rischio che i risultati siano “inquinati”, per questo è importante che una nuova ricerca sia “plastic free”. Fibre di microplastica negli ambienti marini. Immagine di M.Danny25, CC BY-SA 4.0

Testo dal Polo Comunicazione CIDIC – Centro per l’innovazione e la diffusione della cultura dell’Università di Pisa.

Riprende lo scavo del Perucetus colossus, il cetaceo gigante scoperto in Perù

La ricerca, coordinata dall’Università di Pisa, ha l’obiettivo di riportare alla luce il resto dello scheletro, incluso il cranio

Nuova spedizione dei paleontologi dell’Università di Pisa nel deserto di Ica, in Perù, per ampliare lo scavo dove, nel 2023, è stato ritrovato parte dello scheletro di Perucetus colossus, il cetaceo vissuto circa 40 milioni di anni fa, che si stima possa essere stato l’animale più pesante mai esistito sulla Terra. Grazie all’uso di un grande escavatore, i ricercatori hanno potuto espandere significativamente l’area di ricerca: partendo dall’alto, sono stati rimossi parecchi metri cubi di roccia dalla collina, fino a giungere a circa un metro al di sopra dello strato fossilifero. In questo modo è stato creato un ampio terrazzo sul quale i paleontologi peruviani potranno lavorare con maggiore facilità, rimuovendo con martelli pneumatici gli strati di roccia che ancora celano il resto dello scheletro, incluso – si spera – il cranio.

Perucetus colossus: è un cetaceo l’animale più pesante mai vissuto

Alla spedizione, svolta nell’ambito del progetto ProArcheo cofinanziato dall’Università di Pisa, hanno partecipato il professor Giovanni Bianucci, coordinatore del progetto, e altri paleontologi del Dipartimento di Scienze della Terra dell’Università di Pisa (il professor Alberto Collareta, la dottoressa Giulia Bosio e il dottorando Francesco Nobile), insieme a geologi e micropaleontologi delle Università di Camerino e Milano Bicocca. Parte delle ricerche è stata svolta nell’ambito di un progetto PRIN coordinato da Alberto Collareta.

Ricostruzione artistica del Perucetus colossus: Credits: A. Gennari
Ricostruzione artistica del Perucetus colossus. Crediti per l’immagine: A. Gennari

Lo scorso anno, il ritrovamento dei resti del gigantesco mammifero aveva suscitato un grande clamore mediatico a livello mondiale, al punto da venir considerato una delle tre scoperte scientifiche più straordinarie del 2023Perucetus aveva catturato l’attenzione non solo per le sue imponenti dimensioni – si stima che potesse raggiungere i 20 metri di lunghezza – ma soprattutto perché potrebbe rappresentare l’animale più pesante mai esistito sulla Terra. La sua massa è stata infatti stimata poter raggiungere le 340 tonnellate, quasi il doppio di quella della più grande balenottera azzurra. I risultati dello studio del fossile erano stati pubblicati sulla rivista Nature.

“I precedenti scavi, andati avanti per oltre dieci anni, – spiega Bianucci – erano stati fortemente ostacolati dalle condizioni proibitive del sito. Il fossile era infatti parzialmente sepolto in una collina situata in una delle zone più inaccessibili e inospitali del deserto di Ica e la roccia che conteneva il fossile era estremamente dura. L’utilizzo dello scavatore – continua Bianucci – è stata pertanto una soluzione estrema dettata dall’eccezionale importanza del reperto e dall’impossibilità di procedere lo scavo con i mezzi tradizionali. Quando si recuperano i reperti fossili si fa infatti molta attenzione a limitare il più possibile l’impatto su queste aree desertiche, ancora incontaminate dall’uomo”.

“La frammentarietà dello scheletro ritrovato (composto da 13 vertebre, 4 costole e parte del bacino) – spiega Collareta – ha lasciato molti interrogativi aperti su vari aspetti della morfologia e dell’ecologia di Perucetus. In particolare, l’assenza del cranio e dei denti consente solo ipotesi speculative sulla sua alimentazione: era un erbivoro, come gli odierni lamantini, oppure uno spazzino che si nutriva di carcasse di vertebrati marini?”

“Il prossimo passo sarà dunque decisivo per ottenere nuovi indizi su come fosse fatto e su cosa si cibasse l’unico esemplare finora noto alla scienza di questo straordinario gigante marino di quasi 40 milioni di anni fa”, conclude Bianucci.

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

I DELFINI SI “SORRIDONO” A VICENDA DURANTE IL GIOCO

La scoperta dei ricercatori delle Università di Pisa e Torino che hanno studiato le interazioni tra tursiopi (una specie diffusa nel Mediterraneo) durante le sessioni di gioco

I delfini sono estremamente “giocosi”, ma poco si sa su come comunicano durante il gioco. Una nuova ricerca pubblicata il 2 ottobre sulla rivista iScience (Cell Press), realizzata dall’Università di Pisa in collaborazione con l’Università di Torino e l’Università di Rennes, dimostra che i tursiopi, delfini diffusi anche nel Mar Mediterraneo, utilizzano un’espressione facciale “a bocca aperta”, analoga al sorriso, per interagire durante il gioco sociale. I delfini usano quasi sempre questa espressione facciale quando si trovano nel campo visivo dei loro compagni di gioco e, quando questi ultimi percepiscono un “sorriso”, rispondono a loro volta aprendo la bocca il 33% delle volte.

“Abbiamo scoperto la presenza di un’espressione facciale distinta, la bocca aperta, nei tursiopi e abbiamo dimostrato che questi sono anche in grado di rispondere rapidamente alle espressioni facciali degli altri”, spiega l’autrice senior ed etologa Elisabetta Palagi dell’Università di Pisa. “I segnali a bocca aperta e la mimica rapida appaiono ripetutamente in tutto l’albero genealogico dei mammiferi, il che suggerisce che la comunicazione visiva abbia svolto un ruolo cruciale nel dare forma a interazioni sociali complesse, non solo nei delfini ma in molti altri mammiferi nel corso del tempo”.

Il gioco tra delfini può includere salti acrobatici, interazioni con oggetti, inseguimenti e contatti fisici, che però è importante non vengano interpretati come vere aggressioni. Molti mammiferi usano le espressioni facciali per mediare le interazioni di gioco, ma se questo comportamento fosse presente anche nei mammiferi marini non era mai stato indagato in precedenza.

“Il gesto della bocca aperta si è probabilmente evoluto dall’azione del mordere, interrompendo la sequenza del morso per lasciare solo la sua intenzione, senza contatto”, prosegue Palagi. “La bocca aperta rilassata, che si vede nei carnivori sociali, nelle facce da gioco delle scimmie e persino nelle risate umane, è un segno universale di giocosità, che aiuta gli animali a segnalare il divertimento e a evitare i conflitti”.

Per verificare se i delfini utilizzassero l’apertura della bocca come espressione facciale, i ricercatori hanno studiato diversi gruppi sociali di tursiopi in ambiente controllato, mentre interagivano in coppia e mentre giocavano liberamente con i loro addestratori umani. È stato dimostrato che questi animali usano l’espressione della bocca aperta quando giocano con altri delfini, ma non sembrano usarla quando giocano con gli umani o quando giocano da soli con degli oggetti.

I ricercatori hanno registrato un totale di 1288 eventi di bocca aperta durante le sessioni di gioco sociale e il 92% di questi eventi si è verificato durante le sessioni di gioco tra delfini. I delfini erano anche più propensi ad assumere l’espressione della bocca aperta quando il loro volto era nel campo visivo del compagno di gioco – l’89% delle espressioni a bocca aperta registrate sono state emesse in questo contesto – e quando questo “sorriso” è stato percepito, il compagno di gioco ha ricambiato il sorriso il 33% delle volte.

“Qualcuno potrebbe obiettare che i delfini imitano le espressioni a bocca aperta degli altri per puro caso, dato che sono spesso coinvolti nella stessa attività o nello stesso contesto, ma questo non spiega perché la probabilità di imitare la bocca aperta di un altro delfino entro un secondo sia 13 volte più alta quando il ricevente vede effettivamente l’espressione originale”, continua Palagi. “Le percentuali di risposta osservate nei delfini sono coerenti con quanto osservato in alcuni carnivori, come i suricati e gli orsi”.

I ricercatori non hanno registrato i segnali acustici dei delfini durante il gioco, ma affermano che gli studi futuri dovrebbero indagare sul possibile ruolo delle vocalizzazioni e dei segnali tattili durante le interazioni ludiche.

“I delfini possiedono uno dei repertori vocali più vasti e complessi del regno animale e la funzione di molte vocalizzazioni emesse da questi animali è ancora sconosciuta” dichiara lo zoologo Livio Favaro, docente di Biologia Marina presso il Dipartimento di Scienze della Vita e Biologia dei Sistemi dell’Università di Torino. “Le nostre future ricerche si concentreranno sull’utilizzo dei segnali acustici da parte dei tursiopi durante le sessioni di gioco e su come questi complementino i segnali visivi, in quello che ci aspettiamo essere un complesso sistema di comunicazione multimodale.”

Riferimenti bibliografici:
Maglieri et al., “Smiling underwater: exploring playful signals and rapid mimicry in bottlenose dolphins”, iScience, DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.isci.2024.110966
Testo e foto dall’Ufficio Stampa Area Relazioni Esterne e con i Media Università degli Studi di Torino