- Acronimo
- PNRA16_00294
- Codice
- PNRA16_00294
- Area di ricerca
- Life science
- Tematica specifica di ricerca
- Adattamento degli organismi marini a fattori di stress multiplo, cambiamenti climatici e contaminazi
- Regione di interesse
- Terra Nova Bay
- PI
- Francesco Regoli
- Istituzione PI
- Francesco Regoli Dipartimento di Scienze della Vita e dell’Ambiente, Università Politecnica delle Marche
- Sito web istituzionale
- https://www.disva.univpm.it/; https://www.univpm.it/Entra/; https://disva.univpm.it/content/laboratorio-di-ecotossicologia-e-chimica-ambientale
- Altre Istituzioni e soggetti coinvolti
- UR.2, IBBR-CNR Napoli, Dr. Ennio Cocca; UR.3, Università di Pisa, Prof. Marco Nigro
- Consistenza del team ricerca
- Oltre al personale strutturato formato da ricercatori e tecnici, il progetto ha coinvolto anche studenti di lauree Magistrali, dottorandi, borsisti per un totale di 12 persone.
- Stato progetto
- Completato
- Stazioni principali usate
- MZS
- Il progetto
Il presente progetto ha come obiettivo lo studio della vulnerabilità degli organismi Antartici al disturbo ambientale sia di origine naturale che legato all’aumento della pressione antropica. A causa dell’ambiente estremo in cui vivono, basse temperature, forte stagionalità, presenza di ghiaccio marino, dal punto di vista biologico gli organismi Antartici, si differenziano molto dalle specie temperate e risultano potenzialmente più vulnerabili a fattori di stress ambientale. In particolare, le difese antiossidanti sono fondamentali nell’adattamento degli organismi Antartici, poiché alcuni adattamenti fisiologici li rendono maggiormente suscettibili all’azione delle specie reattive dell’ossigeno (ROS). Precedenti progetti PNRA hanno evidenziato come il sistema antiossidante sia di fondamentale importanza nei pesci e molluschi Antartici nel contrastare e modulare gli effetti legati ai possibili cambiamenti climatici e antropici. Tuttavia, le nostre conoscenze sugli effetti sinergici di questi stress multipli sono ancora limitate. Lo scopo generale di questo progetto sarà quello di approfondire le conoscenze sui meccanismi di regolazione cellulare dei sistemi antiossidanti e valutare l’insorgenza di tossicità cellulare in risposta ai possibili cambiamenti climatici e alla loro interazione con il disturbo di inquinanti chimici. Gli organismi che verranno studiati in questo progetto, specie chiavi di questo ecosistema, sono il pectinide Adamussium colbecki ed il nototenide Trematomus bernacchii, che saranno esposti in laboratorio a diverse condizioni di temperatura, pH e contaminanti ambientali al fine di simulare scenari potenzialmente realistici sia per quanto concerne i cambiamenti climatici che un ipotetico fenomeno di contaminazione in prossimità della Base Mario Zucchelli. Il progetto prevede infine di effettuare ulteriori sperimentazioni anche su organismi trasportati vivi dall’Antartide che verranno mantenuti in un acquario realizzato per la stabulazione di specie artiche e antartiche.
- Immagini
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- Motivazione, importanza della ricerca
Questo progetto ha come finalità quella di aumentare le conoscenze scientifiche sul metabolismo ossidativo degli organismi antartici e di come questo influisca sui fenomeni di adattamento e risposta nei confronti di stress ambientali multipli a cui queste specie potrebbero essere sottoposte in seguito ai cambiamenti climatici e all’aumento della contaminazione legata all’antropizzazione locale e globale.
- Obiettivi della proposta
L’obiettivo generale di questa ricerca è quello di approfondire le conoscenze sui meccanismi di regolazione molecolare, biochimica e cellulare di processi di detossificazione, della risposta allo stress, ed insorgenza di tossicità cellulare, legati alla presenza di effetti sinergici di stress multipli che si possono avere in seguito a fenomeni di cambiamento climatico e contaminazione ambientale. Oltre a valutare le risposte degli organismi in fase di trattamento sperimentale acuto, un ulteriore obiettivo di questa ricerca è quello di verificare e comprendere la rapidità e la possibilità di recupero dello stato di salute ottimale al termine del periodo di stress indotto. Infine, un ulteriore obiettivo di questo progetto è quello di trasportare organismi marini vivi in Italia al fine di allestire un acquario polare che potrà servire in futuro sia per effettuare esperimenti sul lungo periodo, che come polo di divulgazione sull’Antartide e le ricerche condotte nell’ambito del PNRA.
- Attività svolta e risultati raggiunti
Le attività legate a questo progetto di ricerca hanno previsto attività di sperimentazioni che sono state condotte presso l’infrastruttura acquari della stazione Mario Zucchelli. La sperimentazione ha previsto l’esposizione in laboratorio di pectinidi e pesci a fattori di stress multipli, come variazioni di temperatura e pH, nonché tossici di riferimento tipoci della contaminazione antropica. Per quanto riguarda il primo aspetto affrontato in questa ricerca sullo studio delle difese antiossidanti, i risultati hanno mostrato una forte risposta di tale sistema a livello molecolare in seguito alle varie condizioni sperimentali, sottolineandone l’estrema sensibilità in questi organismi rispetto a quelli temperati. Inoltre, confrontando i risultati ottenuti per A. colbecki con quelli di T. bernacchii osserviamo per il pectinide ci sia un maggiore impatto nella risposta di questo sistema, indicando per il bivalve una migliore capacità di risposta, riuscendo probabilmente a contenere il danno cellulare entro tempi più brevi, oppure l’insorgenza di effetti di tossicità più lievi.
La seconda parte di questo progetto di ricerca aveva come obiettivo quello di trasportare organismi vivi dall’Antartide per poter allestire un acquario polare utile per investigare sia gli effetti a lungo termine sugli organismi polari, impossibili da svolgere in Antartide, sia per svolgere attività didattico divulgative verso le scuole.
Per poter svolgere questa parte del progetto, il team dell’Università Politecnica delle Marche ha allestito un acquario polare, costituito da un container refrigerato allestito con un sistema di vasche adeguato al mantenimento degli organismi polari. Grazie al supporto del personale logistico e scientifico della base presente durante la XXXIV spedizione italiana, alcuni esemplari di vertebrati ed invertebrati polari, tra cui coralli, spugne, anemoni, picnogonidi, nemertini, bivalvi, gasteropodi, echinodermi. La riuscita sia nel trasporto che nella stabulazione di questi organismi rappresenta un ottimo risultato che potrebbe dare il via a una serie di trasporti regolarmente effettuati per permettere la creazione di una struttura permanente in grado di garantire su questi organismi sia la sperimentazione che attività di divulgazione e “Citizen Science”, rappresentando sia un importante strumento per approfondire le conoscenze scientifiche che per promuovere la conoscenza della biologia marina antartica nelle scuole e favorire tutti i progetti di divulgazione scientifica.
- Prodotti
Lanzoni I., Benedetti M., d’Errico G., Regoli F. Toxicity of mechanically and chemically dispersed oils in marine organisms. In preparation
Benedetti M., Cocca E., Fattorini D., Nigro M., Regoli F. Oxidative responsiveness to multiple stressors in polar species. In preparation
Tesi dottorato:
Corso di Dottorato in Scienze della Vita e dell'Ambiente, XVI Ciclo Università Politecnica delle Marche, periodo 2015-2018, Curricula Protezione Civile ed Ambientale, Dottorando Dott. Ilaria Lanzoni, Tutor Prof. Francesco Regoli "Toxicity of mechanically and chemically dispersed oils in marine organisms"
Questo studio ha contribuito anche ad una tesi di dottorato avente come oggetto il ruolo della acilpeptide idrolasi (APEH) e del proteasoma nell’insorgenza di malattie neurodegenerative e loro possibile impiego come biomarcatori.
Assegno di Ricerca:
1.12.2019 : 30.11.2019 - Assegno di Ricerca (SSD BIO/13) “Effetto dei cambiamenti climatici sulla biodisponibilità e tossicità dei contaminanti in organismi antartici”, presso il Laboratorio di Ecotossicologia e Chimica Ambientale, Dipartimento di Scienze della Vita e dell’Ambiente, Università Politecnica delle Marche.