Freshwater Science Group

Dal 1988 il Freshwater Science Group si occupa di censimento, gestione e conservazione delle specie, in particolare di fauna ittica, legate agli ambienti di acqua dolce italiani e di ricerca di base sul differenziamento sessuale negli Anfibi e sulla riproduzione agamica e invecchiamento negli Anellidi.

L’esperienza del team è figlia di un’attività trentennale caratterizzata da un approccio a tutto tondo alle problematiche ecologiche degli ambienti di acqua dolce e garantisce una visione d’insieme necessaria all’elaborazione di corrette politiche gestionali e conservazionistiche.

Ad oggi il Freshwater Science Group è impegnato in progetti di ricerca su:

sviluppo e calibrazione del Nuovo Indice dello Stato Ecologico delle Comunità Ittiche (NISECI).
Discriminazione su base genetico-molecolari di specie criptiche dei generi Barbus e
Strategie gestionali per la conservazione di specie di interesse conservazionistico e comunitario, Cottus gobio e Austropotamobius pallipes.
Dinamica di popolazione degli anfibi - Differenziamento sessuale dei Vertebrati.
Riproduzione agamica e invecchiamento negli Anellidi.

Nel 2010 alcuni membri del Freshwater Science Group hanno fondato lo Spin-Off Universitario Hydrosynergy con l’obiettivo di creare una partnership continuativa e fruttuosa con il gruppo di ricerca universitario per il quale svolgono attività di formazione, supporto e complementari. La fauna ittica dulciacquicola ricopre un ruolo fondamentale nell’ambito delle attività comunitarie di monitoraggio della qualità degli ecosistemi acquatici previste dalla Direttiva Quadro sulle Acque 2000/60/CE (Water Framework Directive). La direttiva, recepita in Italia con il Decreto Ministeriale 260/2010, riconosce la fauna ittica come Elemento di Qualità Biologica (EQB) delle acque interne superficiali e individua nel NISECI - Nuovo Indice dello Stato Ecologico delle Comunità Ittiche (Macchio et al., 2014) lo strumento da utilizzare per la sua valutazione ecologica. NISECI fornisce un giudizio sullo stato ecologico della comunità ittica osservata valutando quanto questa differisca dalla comunità ittica di riferimento teoricamente presente in condizioni di naturalità.

Il Freshwater Science Group in collaborazione con ISPRA (Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale), ENEA (Agenzia nazionale per le nuove tecnologie, l'energia e lo sviluppo economico sostenibile), ha seguito la revisione dell’indice precedentemente in utilizzo sul territorio nazionale (ISECI) ed alla successiva elaborazione del NISECI.

Attualmente il gruppo di ricerca grazie a collaborazioni con Arpae (Agenzia Regionale per la Prevenzione, l´Ambiente e l´Energia dell´Emilia-Romagna), Agenzia Regionale per la Protezione dell'Ambiente della Basilicata (ARPAB) e con lo Spin-Off Universitario Hydrosynergy, è impegnato:

nell’affinamento dei parametri di calcolo di NISECI nei corsi idrici guadabili, ambienti nei quali l’indice è stato a lungo testato in bacini idrografici di buona parte del territorio nazionale.
nella sperimentazione di varianti della formulazione di NISECI e di protocolli di censimento ittiologico funzionali ai corpi idrici non guadabili ed in particolare ai Very Large Rivers.

Accanto all’evoluzione della formulazione teorica ed alla calibrazione dei parametri di calcolo il gruppo di ricerca si occupa delle problematiche riguardanti lo status di autoctonia/alloctonia di alcune delle specie chiave dell’indice.

Molti taxa diffusi sul territorio nazionale sono oggetto di revisione da parte della comunità scientifica e non vi è parere univoco riguardo la checklist delle specie ittiche autoctone dei singoli distretti zoogeografici italiani. Le divergenze nomenclaturali della comunità scientifica si riflettono in ambiguità normative, mal-interpretazioni nelle strategie di conservazione nazionale e comunitaria e in problemi legati all’applicazione del NISECI. La tassonomia del genere Barbus è controversa e irrisolta; in tutto l’areale di distribuzione europeo, Italia compresa, sono presenti numerose specie politipiche talvolta in grado di ibridarsi, e sottospecie ed endemismi che mostrano un’alta variabilità fenotipica con caratteri meristici e morfologici talora sovrapposti. Studi genetici effettuati su campioni di barbi italiani non hanno permesso di chiarire il rapporto di parentela fra le diverse forme presenti. A livello nazionale il genere Salmo è anch’esso sottoposto a continue revisioni tassonomiche e le problematiche ad esso collegate sono complicate da attività di immissione e ripopolamento con materiale d’allevamento, di provenienza talvolta incerta, che interessano i nostri corsi d’acqua da diversi decenni. Attualmente nei corsi italiani sono state individuate 5 diverse linee evolutive di Salmo trutta: atlantica [AT], danubiana [DA], marmorata [MA], adriatica [AD] e mediterranea [ME]. Tutte queste problematiche richiedono un approfondimento a livello genetico-molecolare, a cui il Freshwater Science Group si approccia con analisi del DNA mitocondriale e nucleare.

Il gambero di fiume Austropotamobius pallipes e lo scazzone Cottus gobio sono specie ad elevata priorità di conservazione entrambe inclusi nell'Allegato II della direttiva comunitaria "Habitat" (92/43/CE) e attualmente in declino demografico su tutto l’Appennino Tosco-Emiliano. Tramite un il progetto LIFE “Sci d’Acqua” il Freshwater Science Group ha partecipato ad attività di conservazione e ripopolamento delle popolazioni presenti all’interno del Parco Regionale dei Laghi di Suviana e Brasimone. Ad oggi il gruppo di ricerca in collaborazione con Hydrosynergy e l’Ente di Gestione per i Parchi e la Biodiversità Macroarea Orientale continua ad occuparsi del consolidamento delle diverse popolazioni attraverso la riproduzione seminaturale in incubatoio e la successiva reintroduzione in natura del materiale prodotto.

Lo studio sul differenziamento sessuale dei Vertebrati viene condotto su anfibi anuri, come modello di studio e comporta l’identificazione, nei corpi genitali dei girini, delle precoci differenze maschio-femmina tramite citometria, tecniche istologiche, ultrastrutturali, immunologiche. I risultati acquisiti sulla morfogenesi gonadica e sul differenziamento sessuale di rospo comune (Bufo bufo), ci hanno permesso di individuare precoci elementi differenziali nella struttura fine della gonade dei due sessi; con tali metodiche è stata precisata anche l’ovogenesi bidderiana. Un ulteriore approccio consiste nella ricerca, mediante tecniche molecolari, di marcatori dei due differenziamenti sessuali alternativi. L'espressione di SOX9 durante le varie fasi della morfogenesi gonadica e bidderiana è stata indagata mediante ibridazione in situ in collaborazione con un gruppo di genetisti dell'Università di Jaén (Spagna), applicando al nostro modello (Bufo bufo e Anfibi anuri in generale) esperienze di ricerca maturate sul differenziamento sessuale di mammiferi.

Aeolosoma viride ed Aeolosma hemprichi (Annelida Aphanoneura) sono specie caratterizzate da riproduzione agamica conosciuta come “gemmazione pigidiale” anche se si potrebbe definire più correttamente come “paratomia multipla con successione lineare di zooidi secondari e fissione terminale”, per cui tutti gli individui sono geneticamente uguali. Per le due specie sono stati definiti i principali parametri della dinamica di popolazione e continuano le osservazioni sulle modalità riproduttive, rigenerative, di formazione dei metameri, caratteristiche morfologiche e cariologiche. È stato anche osservato che tali Anellidi sono in grado di reagire alle varie condizioni sperimentali aumentando o diminuendo la durata della vita ed il numero di prole prodotta. La durata del ciclo vitale e la produzione media di prole costituiscono parametri quantificabili, per cui questi animali rappresentano un modello utile a saggiare, in vivo e in tempi relativamente brevi (da due a tre mesi), l'effetto di trattamenti sperimentali (e.g. sostanze o miscele di sostanze ad azione antiossidante, restrizione calorica). Questi parametri sono quantificabili, per cui questi animali rappresentano un modello utile a saggiare, in vivo e in tempi relativamente brevi (da due a tre mesi), l'effetto sull’invecchiamento dei trattamenti sperimentali (ad es. con sostanze ad azione antiossidante o restrizione calorica).

Collaborazioni Nazionali
Dott. Mauro Cesarini, BiGeA; Prof. Barbara Mantovani, Prof. Marco Passamonti, Dott. Federico Plazzi, Laboratorio di Zoologia Molecolare (MoZoo Lab), BiGeA; Prof. Marialetizia Fioravanti, Dott. Andrea Gustinelli, Dipartimento di Scienze Mediche Veterinarie (UNIBO); Prof. Moreno Paolini Dipartimento di Farmacia e Biotecnologie; Dott. Donatella Canistro Dipartimento di Farmacia e Biotecnologie; Prof. Luca Valgimigli Dipartimento di Chimica “Giacomo Ciamician”; Dott. Gianluca Zuffi, Dott. Andrea Marchi, Dott. Stefano Sacchetti, Hydrosynergy SC, Monitoraggio Ambientale ed Ecologia Applicata, S. Lazzaro di Savena (BO); Dott. David Bianco, Ente di Gestione per i Parchi e la Biodiversità Macroarea Orientale (BO) Regione Emilia-Romagna; Dott. Achille Palma, Dott. Gaetano Caricato, ARPA – Agenzia Regionale per la Protezione Ambientale – Basilicata; Dott. Donatella Ferri, Dott. Daniela Lucchini, Arpae - Agenzia Regionale per la Prevenzione, l´Ambiente e l´Energia dell´Emilia-Romagna

Collaborazioni internazionali:
Prof.ssa Monica Bullejos, Università di Jaén, Spagna