HighGrass - High-CO2 effects on seagrass photosynthetic ecophysiology
Sommario
La concentrazione atmosferica di CO2 è in forte aumento dall'inizio dell'era industriale. Gli oceani sono responsabili per assorbire circa il 25% della CO2 di origine antropica emessa nell'atmosfera, ma in questo processo la chimica dell'acqua del mare si sta alterando, con l'aumento del carbonio inorganico disciolto totale (Ci) e la diminuzione del pH. Allo stato attuale, molto poco si sa sugli effetti potenziali che questi cambiamenti possono avere sulla biologia ed ecologia delle piante marine, nonostante il fatto che queste costituiscono ecosistemi che sono tra i più produttivi dell’ambiente marino, con una grande importanza ecologica ed economica (Costanza et al. 1997). Un grande impatto è probabile che si verifichi a livello di acquisizione di carbonio fotosintetico. Allo stato attuale, grandi incertezze persistono in relazione al funzionamento dei processi fondamentali di raccolta della luce ed all'acquisizione di carbonio in piante marine. Gran parte di queste lacune sono legate al fatto che, sebbene le fanerogame sono angiosperme, alcuni dei meccanismi fisiologici e vie di captazione della luce ed acquisizione di carbonio non sono identiche a quelle che si trovano nelle loro controparti terrestri, né a quelli utilizzati da macroalghe che abitano ambienti acquatici simili. Pertanto, una comprensione globale del funzionamento di questi meccanismi è un pre-requisito per ulteriori ricerche finalizzate a prevedere gli effetti di un ambiente ad alta CO2 su fisiologia, produttività, distribuzione e funzione degli ecosistemi a fanerogame. Mentre si ritiene comunemente che i tassi fotosintetici delle seagrasses risponderanno positivamente a uno scenario ad alta CO2 (Hellblom et al. 2001), i pochi studi pubblicati su questo argomento non sono consensuali, mostrando risposte diverse e mancano approfondimenti fisiologici per i risultati osservati. D'altra parte, gli studi condotti nelle emissioni naturali di CO2 hanno rivelato che le fanerogame sono adattatate a vivere sotto i livelli permanentemente elevati di CO2 (Hall-Spencer et al. 2008) e sono in grado di sfruttare CO2 di origine vulcanica (Vizzini et al. 2010). Tuttavia, le informazioni disponibili sugli effetti di un rilascio continuo di CO2 sulla produttività delle piante sono scarse. Il primo passo nella nostra ricerca sarà quello di risolvere le lacune critiche di conoscenza per quanto riguarda il funzionamento dei processi fisiologici fondamentali di raccolta della luce e l'acquisizione di carbonio a fanerogame marine. Il passo successivo sarà quello di determinare, in condizioni controllate in mesocosmo, gli effetti a breve e lungo termine di esposizione ad elevata CO2 sul funzionamento di questi due processi. Infine, studieremo come piante che crescono in prossimità di siti naturali ad alta CO2 si sono adattate a tali condizioni, in condizioni di alta e di scarsa illuminazione. Per far fronte a questa serie di obiettivi, useremo una combinazione innovativa di strumenti ecofisiologici, accoppiato a tecniche di genomica e proteomica in un approccio multilivello, dai geni al livello dell’intero ecosistema.
Ruolo SZN
Istituzione partecipante per la caratterizzazione genetica di piante in situ e nei mesocosmi e per la valutazione dell'espressione genica in situ ed in condizioni controllate.
Partners
University of Algarve, Portugal; Stazione Zoologica Anton Dohrn, Italy; University of Palermo, Italy; University of Calabria, Italy
Durata
2013-2014
P. I.
Gabriele Procaccini
Coordinatore del progetto: Joao Silva (University of Algarve, Portugal)
Istituzione finanziatrice
Ministerio da Ciencia, Tecnologia e Ensino Superior - Portugal
