Studi sui coralli

Questo progetto, finanziato dall'European Institutes of Advanced Studies (EURIAS), ha lo scopo di determinare la rilevanza dell'autofecondazione per il mantenimento delle popolazioni, così come gli effetti della demografia sui tassi di autofecondazione nel corallo Mediterraneo Balanophyllia europaea. Utilizzando i microsatelliti, sarà determinata la diversità genotipica di base e i tassi di autofecondazione saranno comparati tra siti a diversa densità di popolazione per testare le caratteristiche demografiche associate. Si ipotizza che all'aumentare della distruzione e degradazione dell'habitat i tassi di autofecondazione aumentino. Comprendere come i tassi di autofecondazione variano coi parametri ambientali servirà per stimare le future variazioni delle popolazioni di coralli associate ai cambiamenti climatici globali.

Modeling the main factors driving the ecology of the open waters of the northern gulf of Aqaba (Red Sea)

Grazie al progetto "Protecting the Gulf of Aqaba from Anthropogenic and Natural Stress" sostenuto dal programma “The NATO Science for Peace and Security Programme (SPS)”, verrà sviluppato modello finalizzato a verificare la situazione attuale e l’andamento futuro della qualità delle acque nel Golfo di Aqaba (Mar Rosso). Il modello sarà utile per valutare il peggioramento delle condizioni delle acque antistanti le città di Aqaba (Giordania) ed Eilat (Israele), prevedere le condizioni ambientali del golfo e quindi le azioni correttive che possono essere adottate per proteggerlo. 

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2010-2015 Corals and Global Warming:

the Mediterranean versus the Red Sea

Progetto finanziato dal Consiglio Europeo della Ricerca sotto lo schema IDEAS del VII Programma Quadro. Ideato da MSG, ha lo scopo di studiare i potenziali effetti del riscaldamento globale e acidificazione dei mari sulla biologia ed ecologia dei coralli Mediterranei e del Mar Rosso. Il progetto è multidisciplinare, utilizzando approcci biologici, chimici e fisici, e si avvale della collaborazione tra laboratori dell'Università di Bologna e della Bar-Ilan University di Tel Aviv.

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Temi di ricerca su coralli del Mediterraneo

Biologia riproduttiva: Utilizzando tecniche istologiche si definiscono i cicli riproduttivi di scleractinie del Mar Mediterraneo. La definizione della sessualità e della modalità riproduttiva avviene con l’osservazione di preparati istologici mediante microscopia ottica. I rilevamenti citometrici vengono effettuati utilizzando dei software di analisi d’immagine. Le osservazioni consentono di identificare e quantificare le cellule germinali che compaiono nei singoli polipi delineando così le fasi di maturazione delle gonadi, il periodo di fecondazione e l’embriogenesi che culminerà con la planulazione di nuovi individui. Il ciclo di riproduzione sessuale è influenzato dalle variazioni stagionali della temperatura dell’acqua e del fotoperiodo. Le analisi vengono svolte su popolazioni caratterizzate da diversi parametri ambientali, per verificare la loro influenza sulle caratteristiche riproduttive delle specie studiate.

Biometria e dinamica di popolazione: Vengono analizzati i rapporti tra le caratteristiche morfologiche degli scheletri nel corso della vita dell'animale. L'età degli scheletri raccolti può essere determinata tramite sclerocronorologia, ovvero l'osservazione delle caratteristiche bande di accrescimento annuale dello scheletro. Applicando modelli matematici, è possibile determinare i tassi di accrescimento dei polipi lungo l'intero arco della loro vita, sia partendo dai dati sclerocronologici, sia da misurazioni in campo. Da questi dati si ottengono le caratteristiche principali dell'accrescimento: estensione lineare, densità scheletrica e calcificazione. Analizzando le strutture di popolazione per classi di età ed applicando opportuni modelli, si stimano importanti parametri demografici delle popolazioni, come il tasso di mortalità, la vita media, e la produttività. Tutte queste caratteristiche vengono comparate tra popolazioni caratterizzate da diversi parametri ambientali e tra diverse specie di scleractinie.

Biomineralizzazione: Viene analizzato il processo alla base della formazione degli scheletri di scleractinie, che sono composti da carbonato di calcio e da una matrice organica intrascheletrica. Per capire come avviene la formazione dello scheletro e il livello di controllo da parte dell'organismo, vengono svolte sia analisi sullo scheletro stesso, sia esperimenti di cristallizzazione in vitro. Lo scheletro viene analizzato tramite spettroscopia infrarossa (FTIR), diffrattometria a raggi X (XRD), e termogravimetria (TGA). Queste analisi servono per determinare la composizione degli scheletri e quantificare la percentuale di matrice organica presente al loro interno. Successivamente vengono eseguiti esperimenti di cristallizzazione in vitro in presenza di diverse concentrazioni di ioni magnesio (controllo ambientale) e matrice organica (controllo biologico) estratta dallo scheletro stesso. I prodotti degli esperimenti vengono analizzati attraverso tecniche microscopiche, per valutare eventuali cambiamenti morfologici, e spettroscopiche, per verificare il polimorfo di carbonato di calcio precipitato. Oltre al confronto fra le diverse specie, vengono anche valutati gli effetti dei parametri ambientali.

Genetica di popolazione: I tassi di autofecondazione sono studiati utilizzando tecniche di biologia molecolare che si concentrano su particolari sequenze del DNA dell’animale, chiamate sequenze microsatellitari. Tali sequenze permettono di valutare le differenze genetiche tra individui adulti e le loro rispettive progenie. E' inoltre possibile stimare la variabilità genetica e la connettività tra diverse popolazioni.

Proprietà meccaniche scheletriche: L’indagine delle proprietà meccaniche si avvale di recenti tecniche di nanoindentazione strumentata. Per indentazione si intende l'atto di portare in contatto la sonda-indentatore, di grande rigidità e quindi poco alterata dall'interazione, e il campione. Durante tale procedura lo strumento misura la forza applicata e la profondità di penetrazione in funzione del tempo. Il software è in grado di ricavare durezza (resistenza del materiale alla deformazione plastica) e modulo elastico di Young (risposta in regime di deformazione reversibile), le due grandezze che meglio descrivono le caratteristiche meccaniche di un corpo. Prima dell'indentazione viene effettuato uno studio della porosità tramite risonanza magnetica nucleare (NMR) nel dominio temporale, per ottenere informazioni sulla quantità e dimensione dei pori scheletrici.

Progetti conclusi

Temi di ricerca su coralli del Mar Rosso

Fungidae - Studio della distribuzione ecologica, dell’abbondanza e della dinamica di popolazione di coralli fungo tropicali del Mar rosso. Collaborazione internazionale Italo-Israeliana con l'Interuniversity Institute for Marine Science of Eilat.

"Operazione Balanophyllia europaea", iniziata nel 1997, è stata la prima ricerca sulle modalità riproduttive e sulle caratteristiche demografiche di coralli madreporici del Mediterraneo.
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Monitoraggi Ambientali

2006-2014 "STE - Scuba Tourism for the Environment" -Red Sea Biodiversity Monitoring Program

Le attività dell'uomo causano la scomparsa di molte piante e animali e creano ambienti "alterati, innaturali" che appaiono biologicamente omogenei, dominati solo da alcune specie resistenti. Gli ambienti "inalterati, naturali" presentano invece un elevato grado di eterogeneità biologica o biodiversità, perché in essi vivono numerose specie animali e vegetali in equilibrio tra loro. Questa ricerca, avviata nel 2006, ha lo scopo di stimare il grado di biodiversità dell'ambiente corallino lungo le coste del Mar Rosso, quindi a valutarne lo stato di salute. I dati, a partire dal 2007, saranno raccolti dai turisti subacquei mediante la compilazione di una apposita scheda di rilevamento. La prima fase del progetto, si è conclusa nel 2010, con oltre 17500 schede di rilevamento. La seconda fase, attualmente in corso, si concluderà nel 2014. Vai al sito del progetto

Progetti conclusi

2002-2005 "Sub per l'Ambiente" - Progetto Biodiversità Subacquea del Mediterraneo

Le attività dell'uomo causano la scomparsa di molte piante e animali e creano ambienti "alterati, innaturali" che appaiono biologicamente omogenei, dominati solo da alcune specie resistenti. Gli ambienti "inalterati, naturali" presentano invece un elevato grado di eterogeneità biologica o biodiversità, perché in essi vivono numerose specie animali e vegetali in equilibrio tra loro. Questa ricerca è stata avviata nel 2002 con lo scopo di stimare il grado di diversità biologica degli ambienti marini lungo le coste italiane, prendendo in considerazione la distribuzione di alcuni organismi considerati come indicatori. I dati sono stati raccolti dai subacquei sportivi mediante la compilazione di una apposita scheda di rilevamento.
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Iniziata nel 1999, è stata la prima ricerca sulla distribuzione geografica ed ecologica dei cavallucci marini del nostro mare. Lo scopo di questa ricerca era raccogliere indicazioni sulla qualità dell’ambiente marino utilizzando, invece delle tradizionali analisi chimiche, costose e con una serie di limiti, un così detto indicatore biologico, in altre parole un organismo delicato che con la sua presenza o assenza indichi rispettivamente una migliore o peggiore qualità ambientale. L’organismo prescelto era il mitico cavalluccio marino, Hippocampus hippocampus e Hippocampus ramulosus. I risultati del progetto sono stati pubblicati sulla rivista scientifica Conservation Biology, edita dalla Associazione Statunitense per la Biologia della Conservazione.

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