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Rossella Pistocchi

Professoressa associata confermata

Dipartimento di Scienze Biologiche, Geologiche e Ambientali

Settore scientifico disciplinare: BIO/01 BOTANICA GENERALE

Coordinatrice del Corso di Laurea Magistrale in Biologia marina

Temi di ricerca

1)      Isolamento e crescita in coltura monospecifica di microalghe tossiche o potenzialmente tali, rilevate e raccolte tramite attività di monitoraggio nelle acque marine costiere; valutazione della tossicità e del profilo tossicologico; studio delle condizioni ambientali che portano ad una proliferazione di tali specie o ad una maggiore espressione della tossicità.

2)      Esposizione delle microalghe a particolari categorie di inquinanti (antibiotici, erbicidi e metalli pesanti) e valutazione delle risposte fisiologiche.

3)      Caratterizzazione e crescita di microalghe in coltura in vista di un possibile impiego per la fitodepurazione di acqua reflue, per la raccolta di biomassa e per la produzione di biomolecole o biocarburanti.

 



1)      Nell'ecosistema marino il fitoplancton rappresenta il primo anello della catena trofica, tuttavia, diverse specie possono causare effetti dannosi per l'ambiente o per l'uomo, quali: i) fenomeni di anossia e moria di organismi bentonici dovuti ad eccessiva proliferazione; ii) produzione di tossine dannose per l'uomo o per i pesci; iii) rilascio di abbondanti quantità di muco che danneggiano gli organismi bentonici ed ostacolano la pesca e le attività turistiche. Le specie coinvolte in questi fenomeni cambiano nel corso degli anni in quanto, alla fine degli anni '80 i problemi di tossicità nei molluschi bivalvi erano causati da specie di Dinophysis produttrici di acido okadaico mentre, a partire dal 1995, la specie tossica prevalente è stata rappresentata da Protoceratium reticulatum (produttore di yessotossine). Nuove problematiche si sono presentate negli ultimi anni quali: fioriture di Alexandrium ostenfeldii che è risultato produrre spirolidi, presenza di tracce di acido domoico in molluschi coltivati dovuta a microalghe del genere Pseudonitzschia, fioriture ricorrenti di Raphidophyceae potenzialmente ittiotossiche nelle acque costiere, presenza di microalghe del genere Ostreopsis che causano problemi respiratori ai bagnanti. Per questi motivi, in collaborazione con le strutture regionali preposte alla sorveglianza e al monitoraggio delle acque costiere e con alcuni laboratori di chimica, l'attività di ricerca che viene condotta consiste nell'isolamento e nella messa in coltura delle specie tossiche rilevanti per l'ambiente; sulle specie coltivate viene effettuato lo studio delle condizioni ambientali, sia abiotiche che biotiche, che portano alla proliferazione delle microalghe e  ad una maggiore espressione della tossicità. Per alcune specie vengono eseguite colture su larga scala per ottenere quantità di tossine sufficienti per la caratterizzazione strutturale e per la purificazione.

2)      Nell'ambiente marino sono presenti inquinanti, provenienti da diverse fonti, che danneggiano le attività socio-economiche e possono avere conseguenze sulla salute dell'uomo come ultimo anello della catena alimentare. Alcuni effetti degli inquinanti sono infatti già visibili nei produttori primari (fitoplancton) che, pertanto, possono rappresentare il livello in cui focalizzare l'attenzione per prevenire danni all'ecosistema. Inoltre gli effetti di tali sostanze potrebbero essere modificati dai cambiamenti climatici in atto quali l'innalzamento di temperatura e di CO2. La ricerca in questo campo consiste nel valutare l'impatto di alcuni inquinanti (antibiotici, metalli pesanti, erbicidi) sulle risposte del fitoplancton in termini di crescita, efficienza fotosintetica, consumo dei nutrienti, contenuto cellulare di clorofilla e carbonio. Le alghe prese in esame vengono esposte a concentrazioni crescenti di inquinanti e a diverse temperature; i risultati ottenuti in alcuni casi sono stati utilizzati per lo sviluppo di algoritmi utili per la costruzione di modelli numerici di previsione relativi alla produzione primaria fitoplanctonica.

3)      Recentemente le applicazioni industriali di biomassa proveniente da microalghe stanno ricevendo particolare attenzione in quanto questi microorganismi possono essere fatti crescere con il vantaggio di utilizzare materiali di scarto, tra cui la CO2 e le acque reflue urbane e industriali; successivamente le microalghe ottenute possono essere sfruttate per la produzione di diversi composti utili. La ricerca condotta consiste nel valutare l'impiego di microalghe per il trattamento di acque reflue, ricche di nutrienti inorganici, con il duplice scopo di ridurre il carico dei nutrienti che giungono all'ambiente marino e di ottenere biomassa algale che possa essere utilizzata per l'estrazione di composti utili e per la produzione di energia. Questi possibili impieghi non si escludono a vicenda in quanto le microalghe contengono sia prodotti oleosi che servono per la produzione di biocarburanti sia composti azotati con elevato potere nutritivo per piante e animali. Le prove di laboratorio consistono nella selezione di microalghe in base a: velocità di crescita, produzione di biomassa e concentrazione di sostanze utili. Le colture vengono eseguite in terreni standard in condizioni ottimali di luce e temperatura e il loro andamento viene confrontato con quello ottenuto utilizzando acque reflue di varia provenienza. Nelle varie condizioni viene valutata: la crescita, la velocità di produzione di biomassa (peso secco), la percentuale di rimozione dal mezzo di nitrati, ammonio e fosfati e altre risposte fisiologiche (composizione biochimica, efficienza fotosintetica). In collaborazione con altri laboratori vengono effettuati studi sulla trasformazione della biomassa e sui metodi di raccolta. Sono in corso anche studi di crescita e di fitodepurazione in un impianto pilota in campo (open pond) e in fotobioreattore.

 

 

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