Laboratorio di Ecologia Acquatica

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Il Laboratorio di Ecologia Acquatica si occupa dello studio di ecosistemi acquatici (acque dolci, di transizione e marini), sulle loro relazioni nel contesto del bacino idrografico, dell’uso del territorio e delle pressioni antropiche locali (es. eutrofizzazione) e globali (es. cambiamento climatico), considerando specifiche componenti biotiche e le loro variazioni alle diverse sollecitazioni, quali utili descrittori delle condizioni ambientali e dei cambiamenti in corso.

I temi principali su cui si focalizza l’attività di ricerca del gruppo riguardano:

  • l’eutrofizzazione è uno dei temi storici del gruppo ed è purtroppo sempre di grande attualità. L’eutrofizzazione è una problematica ambientale che riguarda gli ecosistemi acquatici nelle sue conseguenze ma la sua origine va ricercata in gran parte nelle caratteristiche del bacino idrografico, nell’uso dei territori, nei cambiamenti in corso legati anche ai nuovi scenari climatici. Lo studio dell’eutrofizzazione aiuta a comprendere le strette relazioni tra le componenti territoriali e l’ambiente acquatico e le informazioni necessarie per la sua valutazione e gestione riguardano diversi ambiti di osservazione;
  • il fitoplancton è la componente biotica sulla quale si svolge gran parte della ricerca. Recentemente l’attenzione è stata dedicata anche al picofitoplancton, una componente biotica poco studiata negli ecosistemi acquatici mediterranei. Per le sue caratteristiche ecologiche, il fitoplancton è tra gli elementi biologici utilizzati per lo sviluppo e l’applicazione di indici biotici capaci di definire la qualità ambientale degli ecosistemi acquatici, secondo quanto previsto anche dalla direttiva quadro sulle acque (Water Framework Directive 2000/60 EC) e dalla direttiva quadro sulla strategia per l’ambiente marino (Marine Strategy Framework Directive 2008/56 EC);
  • lo studio delle dinamiche spazio-temporali delle abbondanze, della composizione tassonomica e dei caratteri morfologico-funzionali (es. classi di taglia cellulare) del fitoplancton aiuta a comprendere i meccanismi, e quindi le cause, che determinano il succedersi di diversi raggruppamenti algali o l’affermarsi di specie di nuova osservazione (anche specie aliene) negli ecosistemi considerati. Le risposte specie-specifiche e di comunità sono indagate anche in condizioni controllate in laboratorio, con esperimenti in micro e mesocosmo; i risultati ottenuti rappresentano un contributo alla ricerca di base sulla biodiversità, offrendo conoscenze floristiche sul fitoplancton, sulle risposte specie-specifiche alle diverse condizioni ambientali, sui cicli biologici delle specie in natura;
  • per definire un quadro più completo della biodiversità, lo studio della componente microalgale planctonica è integrato con quello della componente bentonica, considerando anche le forme durature di diversi gruppi algali. La separazione tra il compartimento planctonico e quello bentonico rappresenta spesso una distinzione funzionale alle sole necessità di semplificazione della complessità ambientale: negli ambienti poco profondi numerose specie microalgali trascorrono, in rapporto alla turbolenza del sistema, una parte del loro tempo sia nella colonna d’acqua che in prossimità dei substrati, mentre per altre, è lo stesso ciclo vitale che impone l’alternarsi di fasi di dormienza bentoniche con quelle vegetative planctoniche. Le ricerche condotte offrono risposte alla necessità di integrare le informazioni tra i diversi compartimenti e di sviluppare nuove tecniche d’indagine, per ottenere un quadro più completo e di maggiore dettaglio della biodiversità microalgale;
  • le ricerche sulle diatomee bentoniche, svolte in ambienti fluviali e sorgentizi, permettono di contribuire alla validazione di indici di qualità ambientale e alle conoscenze sulla biodiversità di ambienti poco indagati nel contesto mediterraneo, offrendo un contributo dal punto di vista floristico ed ecologico;
  • la descrizione del fitoplancton sulla base di tratti morfologico-funzionali, quale la composizione per classi di taglia cellulare, rappresenta una recente chiave di lettura delle variazioni del fitoplancton in risposta ai cambiamenti ambientali. Le variazioni della composizione per classi di taglia possono determinare importanti alterazioni nella catena trofica degli ecosistemi acquatici. Questi studi sono particolarmente importanti per gli ambienti marino-costieri in cui sono praticate la pesca e l’acquacoltura, per la cui gestione possono essere fornite informazioni utili a preservare gli ecosistemi con un approccio eco-sostenibile;
  • nello studio del fitoplancton, particolare attenzione è dedicata alle specie potenzialmente nocive (Harmful Algal Species, HAS), la cui affermazione (Harmful Algal Blooms, HABs) può scatenare conseguenze dirette sulle comunità acquatiche (es. estese morie animali), modificando le funzioni, i beni e i servizi ecosistemici, e sulla salute umana (es. trasmissione di biotossine attraverso la rete alimentare). L’importanza del tema di ricerca è strettamente legata all’immediata ricaduta che le nuove conoscenze possono avere su diversi settori produttivi, sulla salute dell’uomo e sulla gestione delle risorse ambientali e naturali;
  • l’interesse scientifico è rivolto anche all’applicazione e allo sviluppo di strumenti innovativi, tra i quali l’acquisizione di dati telerilevati e la loro validazione con dati raccolti in situ.

La comprensione dei meccanismi e quindi delle cause che determinano il succedersi di diversi raggruppamenti algali o l’affermarsi di specie non ancora segnalate negli ecosistemi indagati o il verificarsi di eventi particolari, avviene attraverso diversi livelli di osservazione: di successione stagionale, su ciclo annuale; di successione generale, spesso legata alle variazioni di trofia, su scala pluriennale; a lungo termine, legata alla scala del cambiamento climatico globale, a sua volta capace di esercitare influenze, anche sui livelli precedenti. L’appartenenza alla rete di ricerche ecologiche svolte su lunga scala temporale (LTER-Italia, LTER-Europe e LTER-International) consente di confrontare i risultati ottenuti con quelli di altri gruppi di ricerca, di maturare esperienze comuni e di proiettare la ricerca su scale spaziali ampie. Il LaEA è responsabile di 2 siti (IT10-Ecosistemi lacustri della Sardegna e IT14-Ecosistemi marini della Sardegna) dei 25 siti facenti parte della Rete LTER-Italia, costituitasi nel marzo 2006 e coordinato dal Corpo Forestale dello Stato. La Rete LTER-Italia, è stata ammessa a far parte della Rete Internazionale ILTER (International Long Term Ecological Research), della quale i siti di ricerca di competenza del LEA entrano a far parte a tutti gli effetti.

Le ricerche portate avanti dal gruppo di ecologia del DADU contribuiscono inoltre alla realizzazione degli obiettivi dell’infrastruttura di ricerca europea LifeWatch che mira allo sviluppo di laboratori virtuali per la condivisione di strumenti di calcolo per l’elaborazione di dati ed offre la possibilità di esporre la disponibilità di dati scientifici in vetrine virtuali, facilitando la collaborazione con gruppi di ricerca nazionali ed internazionali.

             

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