Attività di ricerca polare ad Ancona

ATTIVITA’ DI RICERCA POLARE PRESSO L’UNIVERSITA’ POLITECNICA DELLE MARCHE

Di seguito sono elencate le attività di ricerca svolte in aree polari da alcuni gruppi di ricerca del Dipartimento di Scienze della Vita e dell’Ambiente (DiSVA) dell’Università Politecnica delle Marche.

I gruppi a cui fare riferimento sono:

– Gruppo di oceanografia fisica e rischio climatico;
– Gruppo di ecotossicologia;
– Gruppo di chimica analitica

GRUPPO DI OCEANOGRAFIA FISICA E RISCHIO CLIMATICO

Il gruppo si occupa di condurre ricerche sul ghiaccio marino e sui processi fisici oceanografici nell’Artico e nell’Antartico. I principali settori di interesse riguardano:

– Analisi in situ e da satellite (SAR) del ghiaccio marino e del suo spessore, con particolare attenzione al Pancake Ice, alle Marginal Ice Zone ed alle Polynye;
– Dinamica e termodinamica delle formazioni glaciali marine, della propagazione delle onde nei ghiacci e delle interazioni con l’atmosfera;
– Studio, monitoraggio e tracking degli iceberg, delle convezioni oceaniche e delle emissioni offshore di metano;
– Utilizzo di sistemi AUV (Automatic Underwater Vehicles) sotto la superficie glaciale oceanica;
– Misurazioni telerilevate satellitari per lo studio delle proprietà fisiche e biogeochimiche dei mari antartici (Ross, Weddell) e Artici (Beaufort, East Siberian, etc.).
– Impatto del climate change sullo stato dei ghiacci polari, albedo, feedback sul clima regionale e globale.

GRUPPO DI ECOTOSSICOLOGIA MARINA

Immersioni in Antartide
Immersioni in Antartide

Le principali tematiche di ricerca affrontate dal Gruppo di Ecotossicologia Marina:

Meccanismi di adattamento ad ambienti estremi

I sistemi antiossidanti sono di grande importanza nell’adattamento a condizioni ambientali estreme o sfavorevoli, e quando i tessuti sono maggiormente esposti al rischio di danno ossidativo. Gli organismi Antartici rappresentano un modello biologico di particolare interesse per quanto riguarda l’equilibrio tra fattori pro-ossidanti ed efficienza delle difese antiossidanti. Anche le simbiosi tra invertebrati e organismi fotosintetizzanti vengono investigate in questa linea di ricerca come un ulteriore modello per capire gli adattamenti biologici delle cellule a condizioni basali iperossiche.

Sensibilità delle specie polari al disturbo antropico e naturale

A causa del costante aumento delle attività antropiche nelle aree polari (tra cui le esplorazioni petrolifere in Artico) e dei futuri scenari sui possibili cambiamenti climatici, è importante poter identificare rapidamente la comparsa di segnali di disturbo in specie chiave di questi delicati ecosistemi. Le indagini sono rivolte alla caratterizzazione della sensibilità degli organismi sia Artici che Antartici, con particolare riferimento alle risposte molecolari e cellulari nei confronti degli inquinanti chimici, della temperatura, della acidificazione e delle interazioni sinergiche tra questi fattori di disturbo.

Suscettibilità dei pinguini al disturbo antropogenico e naturale

I pinguini imperatore e i pinguini di Adelia sono un interessante modello di studio poichè hanno sviluppato una elevata resistenza alle specie reattive dell’ossigeno, riconducibile al continuo passaggio del metabolismo da aerobio ad anaerobio durante le immersioni. Queste condizioni di ipossia/riossigenazione dei tessuti rappresentano una situazione di stress ossidativo potenzialmente esacerbata dalla esposizione a contaminanti chimici ed emergenti, tra cui i POPs e le microplastiche, accumulati tramite la dieta.

Progetti di ricerca finanziati negli ultimi anni su tematiche polari dal Gruppo di Ecotossicologia Marina:

– Programma Nazionale di Ricerche in Antartide (PNRA), 2002-2006 “Uso dei bioindicatori nella valutazione dei cambiamenti di origine naturale ed antropica che si verificano nell’ambiente antartico”.
– Programma Nazionale di Ricerche in Antartide, PNRA, Bando 2013 “Adattamento e risposta ai cambiamenti climatici e alle pressioni antropiche in organismi chiave dell’ambiente Antartico: ruolo del metabolismo lipidico e delle specie reattive dell’ossigeno”;
– Programma di Ricerca “Biotransformation of halogenated organic compounds and associated biological effects in Arctic seabirds”;
– Programma di Ricerca “Polar cod, lipid metabolism and disruption by polycyclic aromatic hydrocarbons (POLARISATION)”.

GRUPPO DI CHIMICA ANALITICA

Le principali tematiche di ricerca affrontate dal Gruppo di Chimica Analitica sono:

Studio della composizione chimica del particellato atmosferico
Negli ultimi anni, lo studio della composizione chimica del particellato atmosferico in Antartide è stata effettuata da un team di ricercatori del DiSVA presso la stazione italiana “Mario Zucchelli” lungo la zona costiera della Terra Vittoria e presso la stazione internazionale “Concordia” in pieno plateau antartico. Le attività, finanziate dal Programma Nazionale di Ricerca in Antartide (PNRA) riguardano principalmente:
– determinazione della concentrazione atmosferica dell’aerosol antartico mediante pesata differenziale dei campioni di aerosol raccolti da impattori inerziali,
– studio del contenuto di elementi in tracce e costituenti maggiori dell’aerosol antartico
– valutazione della distribuzione dimensionale del particellato atmosferico e della sua composizione chimica attraverso l’utilizzo di impattori a cascata con diversi tagli dimensionali
– studio dell’evoluzione spazio-temporale della composizione chimica delle deposizioni atmosferiche di elementi in tracce e costituenti maggiori dell’aerosol nella regione costiera della Terra Vittoria,
– analisi statistica multivariata dei dati (PCA, PMF, cluster analysis) per l’identificazione delle sorgenti di emissione e lo studio dei meccanismi di trasporto locale e long-range.

Cicli biogeochimici di elementi in tracce in acqua di mare
Lo studio dei cicli biogeochimici di elementi in tracce è stato effettuato sia presso la base “Mario Zucchelli” sia a bordo della nave Italica. In particolare sono state effettuate le seguenti attività:
– studio della distribuzione e speciazione di alcuni elementi bioattivi e di elementi indicatori di impatto antropico in acqua di mare, ghiaccio marino e aerosol marino durante l’estate australe,
– messa a punto e ottimizzazione di una tecnica di separazione del fitoplancton vivo dal particellato, al fine di determinare la quota di metalli in tracce nella componente fitoplanctonica.

Identificazione di organismi bioindicatori di cambiamento globale
Nell’ambito di progetti finanziati dal PNRA, i ricercatori del DiSVA hanno inoltre effettuato studi di valutazione degli effetti dei cambiamenti globali (es. riscaldamento delle acque superficiali, contaminazione da metalli pesanti) su organismi marini, anche attraverso esperimenti condotti in Antartide. Le diverse attività hanno consentito di valutare:
– l’effetto dell’aumento della temperatura dell’acqua di mare sullo stato di salute di teleostei marini attraverso l’analisi di parametri che consentono di valutare le modificazioni fisiologiche, come la composizione lipidica dei tessuti (recentemente usata come marker trofico) e la fluidità delle membrane cellulari,
– l’effetto combinato (sinergico o antagonista) del cambiamento globale e della contaminazione da metalli pesanti sulle caratteristiche fisiologiche di alcune specie di fitoplancton, zooplancton e pesci pelagici

STUDIARE I POLI PRESSO L’UNIVERSITA’ POLITECNICA DELLE MARCHE

Ricercatori dell'Università Politecnica delle Marche in Antartide
Ricercatori dell’Università Politecnica delle Marche in Antartide

Ogni anno vengono banditi dei dottorati di ricerca su tematiche inerenti le Scienze della Vita e dell’Ambiente che si articolano su tre curricula: biologia ed ecologia marina, scienze biomolecolari e protezione civile ed ambientale. Si segnala anche il dottorato in Scienze agrarie, alimentari e alimentari.

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