Progetto

progetto: PNRA16_00099

   
acronimo
responsabile MARCO GERDOL
ente di appartenenza UNIVERSITà DEGLI STUDI DI TRIESTE
descrizione
Nonostante le condizioni ambientali avverse, le acque marine costiere Antartiche/polari sono sorprendentemente ricche di vita ed ospitano una grande varietà di organismi che hanno sviluppato degli straordinari adattamenti evolutivi morfologici, fisiologici e genetici. Si ritiene che i rapidi cambiamenti climatici a cui stiamo globalmente assistendo saranno destinati a danneggiare in modo irreparabile tutti gli ecosistemi marini. Gli effetti drammatici di questi cambiamenti avranno un impatto maggiore nelle regioni Antartiche/polari, in particolare a causa della riduzione dell’estensione stagionale della banchisa di ghiaccio. I modelli teorici predittivi non appaiono di per sè sufficienti a valutare come ed in che misura le componenti basilari delle catene alimentari polari possano rispondere ai cambiamenti climatici. Gli studi basati sul sequenziamento hanno il potenziale di fornire una migliore comprensione integrata di queste risposte. Svelando le basi molecolari e fisiologiche dell’adattamento al freddo, questi studi possono rivelare come eventi passati abbiano provocato processi di diversificazione ed estinzione ed aiutare a prevedere le future risposte della vita marina Antartica/polare ai cambiamenti ambientali. Il coordinatore ed alcuni dei componenti delle Unità di ricerca partecipanti hanno già esperienza nell’investigazione della complessità degli organismi marini attraverso sequenziamento di genomi e trascrittomi, nonché nell’attribuzione di sequenze a specifiche vie metaboliche. Inoltre, i membri del consorzio scientifico hanno precedentemente avuto altre esperienze di spedizioni Artiche ed Antartiche, nonché nello studio dell’adattamento degli organismi a temperature prossime al congelamento. Attraverso analisi comparative delle impronte trascrizionali, questo progetto si propone di definire con maggior chiarezza i limiti fisiologici di diverse specie Antartiche che occupano differenti livelli della catena trofica dell’Oceano Australe, e quali siano i meccanismi di protezione/riparo ad essi disponibili per rispondere a condizioni ambientali di stress. Gli organismi che verranno esaminati comprendono microorganismi fotosintetici ed eterotrofi, invertebrati bentonici e pesci nototenioidei. Campioni di popolazioni con-specifiche o con-generiche saranno raccolti da località selezionate nella Baia di Terra Nova e (grazie a collaborazioni internazionali ad hoc) nella Penisola Antartica, due regioni polari che stanno affrontando dinamiche di cambiamenti climatici e tassi di riscaldamento estremamente differenti. Alcuni campioni verranno immediatamente analizzati in condizioni native per identificare se variazioni nell’espressione genica possano distinguere queste popolazioni allopatriche con-specifiche/congeneriche. Una seconda parte degli esemplari di invertebrati e pesci raccolti nella Baia di Terra Nova verrà mantenuta in cattività alla Stazione Mario Zucchelli ed analizzata al fine di rilevare se alcuni set di geni possano distinguere i vari organismi per quanto riguarda la loro risposta a condizioni di stress termico prodotte sperimentalmente in laboratorio. Simili esperimenti verranno effettuati in Italia su organismi unicellulari raccolti nel corso di precedenti spedizioni Antartiche. Oltre a fornire una visione completa nei meccanismi alla base della risposta genetica delle componenti basilari della catena trofica Antartica/polare ai cambiamenti climatici, i risultati di queste analisi comparative potranno definire un “atlante” completo di riferimento delle caratteristiche genetiche specifiche degli organismi Antartici.