- Acronimo
- ACINO
- Codice
- PNRA18_00329
- Area di ricerca
- Marine science
- Tematica specifica di ricerca
- Verifica dei cambiamenti di gruppi funzionali delle comunità microalgali simpagiche a BTN
- Regione di interesse
- Mare di Ross Terra nova Bay
- PI
- Vincenzo Saggiomo
- Istituzione PI
- Stazione Zoologica Anton Dohrn
- Sito web istituzionale
- https://www.szn.it/index.php/it/
- Altre Istituzioni e soggetti coinvolti
- Universita Federico II, Università Parthenope
- Consistenza del team ricerca
- 5 Ricercatori: Vincenzo Saggiomo (SZN) Francesco Bolinesi (UNINA) Yuri Cotroneo (UNIPARTHENOPE), Isabella D'ambra, (SZN), Giannetta Fusco (UNiPARTHENOPE), Vittoria Roncalli (SZN) 4 TECNICI, Roberto Gallia (SZN); Gianluca Zazo (OGS), Massimiliano Esposito (UNIPARTHENOPE), Ferdinando Sposito (UNIPARTHENOPE), 1 DOTTORANDO Emanuela Serino (UNINA)
- Stato progetto
- In corso
- Stazioni principali usate
- MZS
- Il progetto
La Baia Terra Nova (BTN) costituisce una delle aree più produttive del Mare di Ross, che è considerato il motore biologico dell’intero Oceano Meridionale. Studi recenti hanno evidenziato la presenza di forti variazioni spazio-temporali nei pattern delle fioriture microalgali nell’area, probabilmente in risposta ai molteplici effetti che il cambiamento climatico in atto sta esercitando sugli ambienti polari, con conseguenze sui processi di produzione primaria nella colonna d’acqua, ghiaccio marino e sull’accoppiamento trofico ghiaccio-bentos. Ad esempio, durante le estati australi dell’ultimo decennio sono state riscontrate delle anomalie delle fioriture fitoplanctoniche che contrastano con il classico modello di successione spazio-temporale dell’area. La presenza di fioriture di P. antarctica nell’area costiera di Baia Terra Nova in presenza di forte stratificazione (UML superficiale), la dominanza di diatomee in presenza di UML profondo o la presenza di intense fioriture di piccoli fitoflagellati sotto il land-fast ice pongono nuovi interrogativi sugli effetti di questi cambiamenti sui cicli biogeochimici, sul destino del carbonio e sulle reti trofiche antartiche. Lo scopo di questo progetto è valutare se le recenti anomalie, ed in particolare la fioritura di piccoli fitoflagellati riscontrata sotto il land-fast ice nel 2016 fosse l’inizio di un cambiamento del funzionamento dell’ecosistema pelagico costiero nell’area di TNB. Il progetto di ricerca cerca di rispondere a tale quesito attraverso un approccio multidisciplinare che mira a comprendere il ruolo del ghiaccio marino nell’accoppiamento tra il sistema pelagico e bentonico, nonché l’interazione ghiaccio-colonna d’acqua-bentos in relazione agli apporti di acqua dolce continentale, che nelle aree costiere antartiche potrebbero avere un ruolo ecologico importante e poco studiato.
- Immagini
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- Motivazione, importanza della ricerca
- Obiettivi della proposta
L’obiettivo principale è caratterizzare la struttura della comunità fitoplanctonica del ghiaccio e della colonna d’acqua attraverso l’analisi della struttura in taglia, la composizione tassonomica e principali gruppi funzionali in relazione ai diversi parametri biotici (interazioni batteri-fitoplancton, pressione di pascolo) ed abiotici (luce, disponibilità di nutrienti, temperatura) e all’idrodinamismo dell’area. Particolare attenzione sarà rivolta all’efficienza fotosintetica delle comunità fitoplanctoniche, alle interazioni tra i differenti livelli trofici mediante utilizzo di isotopi stabili del carbonio, azoto e zolfo. Infine, è stato valutato l’accoppiamento tra i sistemi simpagico, pelagico e bentonico mediante il posizionamento di trappole di sedimentazione. Contestualmente sono stati raccolti campioni di zooplancton per caratterizzare la comunità, usando un approccio molecolare e tassonomico. I campionamenti sono stati integrati con l’acquisizione, tramite CTD, dei parametri chimico-fisici della colonna d’acqua e misure di correntometria.
Le Unità di Ricerche coinvolte nel progetto sono riportate di seguito:
U.O. 1 – Stazione Zoologica
U.O. 2 – Università degli Studi di Napoli Federico II
U.O. 3 – Università degli Studi di Napoli Parthenope
- Attività svolta e risultati raggiunti
L’attività di campo si è svolta principalmente sul pack-ice nell’area con coordinate 74°40’45.1” S, 164°06’32.5”E. Sul punto sono stati effettuati 2 fori da 120cmØ sui quali è stata posizionata una fish-hut che ha consentito il prelievo dei campioni di acqua per l’analisi delle componenti fito e zoo-planctonica, nonché l’utilizzo di sonde CTD e correntometri ADCP. Per l’acquisizione delle variabili chimico-fisiche della colonna d’acqua è stata utilizzata una multiparametrica SBE 19plusV2, dotata di tre sensori aggiuntivi che hanno permesso di acquisire dati di fluorescenza e torbidità e ossigeno. I campioni di acqua, al di sotto del ghiaccio marino, sono stati raccolti con bottiglie di Niskin alle quote di 0, 5, 10, 20, 30, 50 e 100 metri. Il campionamento dello zooplancton è stato effettuato mediante l’uso di retino Nansen (con maglia da 200µm). I campioni di acqua raccolti sono stati trasferiti in apposite taniche e trasportati nei laboratori della base MZS per le successive analisi e/o subcampionamenti: determinazione dei principali parametri fotosintetici (PhytoPAM) su campioni vivianalisi tassonomica mediante microscopia su campioni fissati, determinazione della biomassa fitoplanctonica totale e contributo delle principali classi dimensionali (Chlorofilla-a,) mediante filtrazione di acqua su filtri a diversa porosità, determinazione dei principali gruppi chemiofunzionali mediante filtrazione di acqua su filtri GF/F, determinazione degli isotopi, DNA, mediante filtrazione su filtri , campioni per la determinazione dei nutrienti inorganici (nitriti, nitrati, fosfati, silicati e ammoniaca), conservati a -20°.
- I campioni di zooplancton sono stati trattati conservati a -20 per analisi di metabarcoding e analisi isotopiche che si svolgeranno in Italia.
Tutti i filtri sono stati conservati a -80 per le successive anali in Italia.
Per quanto riguarda lo studio della componente simpagica e all’interfaccia ghaccio-acqua, sono stati effettuati 9 campionamenti di carote di ghiaccio in due punti della Thetis Bay, uno nell’area 200m² antistante la fish-hut, l’altro più internamente.
Le carote della lunghezza di circa 80 cm sono state prelevate mediante l’utilizzo di un carotiere con un diametro di 10 cm. Partendo dal bottom, ogni carota è stata tagliata in quattro sezioni della lunghezza di: 0-10,10-20, 20-50, 50-100 cm. Dal foro di ogni carota è stato prelevato il platelet-ice tramite strumenti appositi ed è stata campionata l’acqua sottostante con una pompa peristaltica a tre differenti quote 0, 2 e 5 metri.
Inoltre, sono state misurate salinità e temperatura dell’acqua al di sotto del ghiaccio.
Successivamente le carote sono state trasportate in laboratorio ed una volta scongelate, l’acqua è stata filtrata per la determinazione della biomassa fitoplanctonica (Chl-a) totale e frazionata (micro-, nano- e pico-fitoplancton), principali gruppi chemiofunzionali; i filtri sono stati conservati a -80.
Per quanto concerne l’analisi tassonomica della comunità fitoplanctonica, sono stati prelevati campioni per l’analisi microscopia e per l’analisi molecolare, e sono stati raccolti campioni per l’analisi di isotopi. Infine, sono stato raccolti campioni per la determinazione di nutrienti inorganici (nitriti, nitrati, fosfati, silicati e ammoniaca). I campioni per la microscopia ottica sono stati conservati a +4°C, mentre gli altri sono stati conservati a -20°C o a -80°C.
In aggiunta alle attività descritte, sono stati effettuati diversi esperimenti di mesocosmo e sono state posizionate le trappole di sedimentazione in uno dei fori della fish-hut per lo studio del flusso di carbonio tra il ghiaccio ed il benthos. Per quanto riguarda gli esperimenti di mesocosmo, è stata installata una gabbia di metallo all’interno della quale sono stati posizionati gli specifici trattamenti per lo studio degli effetti della salinità e della disponibilità di macronutrienti su campioni naturali.
Per quanto concerne la parte fisica, sono state effettuate misure correntometriche giornaliere con una risoluzione di 10 minuti per un periodo osservativo di circa 5 ore al giorno dal 05 novembre 2022 al 15 novembre 2022, ad una profondità media di circa 80m. Per questi rilievi è stato utilizzato un correntometro puntiforme Aquadopp 300m. Dal 16 novembre 2022 al 28 novembre 2022 è stato, invece, utilizzato un ADCP Nortek Signature 250, posizionato all’interno della fish-hut ad una profondità operativa di 5m e che ha acquisito dati di direzione e velocità della corrente su tutta la colonna d’acqua fino ad una profondità massima di 100 m per 24 ore al giorno. Dopo la rimozione della fish-hut è stato invece riutilizzato il correntometro puntiforme Aquadopp 300m con il quale sono state effettuate misure di corrente giornaliere dal giorno 30 novembre 2022 al giorno 15 dicembre 2022, con acquisizioni ogni 10 minuti per circa 8 ore al giorno.
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