Risultati attesi

    TreeCity è un progetto interdisciplinare finalizzato ad aumentare le conoscenze sul ruolo degli alberi nell’ambiente urbano in relazione anche ai previsti cambiamenti climatici. Esso coinvolge numerosi temi e prevede ricerche di base e applicative, capaci di produrre conoscenza in un settore strategico quale è quello della qualità dell’aria in ambiente urbano che ha inevitabili conseguenze anche sul benessere del cittadino. Il core business è costituito dal contributo alla valutazione dei fattori di stress, e delle relative interazioni, che influenzano lo stato di funzionalità della vegetazione in area urbana, sia nelle condizioni attuali che in scenari futuri di cambiamento climatico. I dati raccolti e la loro elaborazione forniranno un quadro aggiornato sulle condizioni della vegetazione urbana soggetta ai diversi tipi di stress indotti dall’ambiente e dal microclima della città. Indiscusse sono anche le potenzialità applicative dei prodotti della ricerca attesi.

    In breve, i principali risultati che TreeCity è in grado di fornire sono di seguito riportati.

    • Analisi delle capacità degli alberi di città di adattarsi alle attuali condizioni ambientali attraverso misure non distruttive di fondamentali parametri ecofisiologici, indagini istopatologiche (anche in microscopia confocale, microimaging di fluorescenza multispettrale, SEM e TEM), studi molecolari (anche transcrittomici) e misure di riflettanza a livello fogliare.
    • Conoscenza dei meccanismi adottati da varie specie di Quercus per resistere a danni foto-ossidativi, seguendo un classico approccio bottom-up: dalla espressione dei geni implicati nelle difese antiossidanti, fino alla loro distribuzione di queste a livello sub-cellulare, cellulare e di intero organo.
    • Definizione del ruolo funzionale dei fenilpropanoidi in specie di Quercus esposte a un ampio spettro di stress ambientali, e il valore potenziale di questi metaboliti secondari nella risposta a aggressioni ambientali, in particolare di tipo ossidativo.
    • Stima dell’interazione tra emissione di isoprene e qualità dell’aria in ambiente urbano. Questa conoscenza è centrale per la scelta delle specie Quercus per la pianificazione delle aree verdi in ambiente urbano.
    • Analisi dei parametri di fluorescenza della clorofilla e degli scambi gassosi, per ottenere indicazioni sullo stato e sulla funzionalità dei fotosistemi nei licheni e nelle specie arboree oggetto di studio. Queste indagini arricchiranno le conoscenze sui possibili effetti del complesso “mesoclima+inquinamento” sui licheni epifiti autoctoni e alloctoni e sulle loro specie arboree ospiti, e sullo stress combinato, secondo i cambiamenti climatici previsti nello scenario 2050, in specie licheniche e quercine esposte in condizioni controllate a carico del processo di traspirazione, della catena di trasporto degli elettroni, della dissipazione di energia sotto forma di calore (NPQ, qN), delle vie fotochimiche alternative (qP), oppure a carico dei sistemi di captazione dell’energia luminosa (Fv/Fm).
    • Imposizione di uno stress combinato, secondo i cambiamenti climatici previsti nello scenario 2050, su specie licheniche e quercine in condizioni controllate e valutazione degli effetti a carico del processo di traspirazione, della catena di trasporto degli elettroni, della dissipazione di energia sotto forma di calore (NPQ, qN), delle vie fotochimiche alternative (qP), così come a carico dei sistemi di captazione dell’energia luminosa (Fv/Fm).
    • Individuazione dei composti primari e secondari che nei licheni agiscono da segnale nella percezione dei cambiamenti ambientali. L’analisi delle specie chimiche reattive, quali biomarker dello stress ossidativo (H2O2, NO), nonché degli antiossidanti non enzimatici idrosolubili (AsA e GSH), del contenuto in clorofilla a e b, ß-carotene, luteina e dei pigmenti che caratterizzano il ciclo delle xantofille, nelle piante e nei licheni esposti in ambiente controllato, arricchiranno il panorama cognitivo delle risposte di questi organismi a stress abiotici. Si potrà così stabilire se un’elevata capacità antiossidante intrinseca e/o quella di modulare il sistema di difesa antiossidante rappresentino un requisito per tollerare o bilanciare gli effetti nocivi dello stress ossidativo.
    • Determinazione del contenuto di etilene, acido salicilico, acido giasmonico, ABA (molecole segnale), nonché di H2O2 e dei livelli di NO (segnali ossidativi), anche con tecniche cromatografiche e immunoassay, che fornirà indicazioni sulla capacità da parte del lichene test e delle specie arboree di assicurare la trasduzione del segnale stress-dipendente. Lo studio dell’azione congiunta dei metaboliti secondari, unitamente ai prodotti primari, fornirà indicazioni su chi, dei due soggetti, è più implicato nella risposta adattativa al cambiamento climatico.
    • Sequenziamento del trascrittoma del lichene test Trebouxia a partire da isolamento di RNA e creazione di librerie di cDNA. Lo scopo principale è di creare la base per studi di trascrittomica in campo lichenologico, con particolare riferimento ai fotobionti. Verrà sviluppato un database di geni trascritti in un fotobionte del genere Trebouxia, il più frequente partner fotosintetico della simbiosi lichenica. I principali risultati attesi del progetto modificheranno profondamente l’attuale stato delle conoscenze sul complesso delle proteine codificate dai fotobionti della simbiosi lichenica, e permetteranno di integrare i protocolli attualmente in uso negli studi di biomonitoraggio ambientale basati sui licheni, con evidenti risvolti di tipo applicativo.
    • Individuazione di specie arboree da impiegare in ambiente urbano mediterraneo, in grado di fissare elevate quantità di C inorganico e con elevata capacità di adattamento a stress con particolare attenzione alla performance estetico-ornamentale, in relazione anche alle tecniche di pre-condizionamento hardening delle piante in vivaio, in modo da garantire un rapido adattamento.
    • Contributo alla quantificazione dei servizi ecosistemici forniti dalla vegetazione urbana in termini di: 1) rimozione degli inquinanti gassosi (miglioramento della qualità dell’aria); 2) assorbimento e stoccaggio della CO2 atmosferica; 3) mitigazione degli effetti dei cambiamenti climatici.
    • Valutazione dell’effetto dell’O3 sulla capacità di sequestro della CO2 da parte della vegetazione e quindi sui bilanci del carbonio.
    • Applicazioe in un ambito urbano della tecnica dell’eddy covariance per lo studio dei flussi di energia e sostanze gassose, importanti sotto il profilo ambientale. Tale applicazione risulta particolarmente innovativa, in quanto, attualmente, solo pochi studi hanno affrontato il problema della misura diretta dei flussi di energia ed inquinanti in ambiente urbano.
    • Applicazione di un modello Soil-Vegetation-Atmosphere Transfer per la simulazione dei flussi di CO2, H2O e O3 fra vegetazione urbana ed atmosfera applicabile anche in altri contesti.
    • Validazione in ambiente mediterraneo di UFORE (Urban FORest Effects), modello originariamente sviluppato negli USA da David Novak (uno dei partner internazionali di TreeCity) e in grado di stimare la capacità di miglioramento della qualità dell’aria, gli altri benefici ambientali e il valore economico delle foreste urbane. Si trarranno anche indicazioni in merito alle migliori specie da diffondere in ambiente urbano. Informazioni di questa natura sono ritenute strategiche per supportare la pianificazione delle aree verdi in ambito urbano.

    Sotto il profilo pratico-applicativo si segnala come la quantificazione del servizio ecosistemico di miglioramento della qualità dell’aria fornito dalle foreste urbane e periurbane potrà essere di supporto per i gestori locali (attuali e futuri) nella individuazione delle migliori strategie per la gestione del verde urbano e nella selezione delle specie più idonee. Alcune scoperte di tipo biologico sui meccanismi molecolari di risposta degli organismi vegetali allo stress ossidativo potranno costituire elemento di ispirazione per i lavori di miglioramento genetico delle piante con finalità di resistenza ai fattori ambientali ostili. I principali risultati attesi dalle analisi molecolari amplieranno le conoscenze sul complesso delle proteine codificate dai fotobionti della simbiosi lichenica, e permetteranno di integrare i protocolli in uso negli studi di biomonitoraggio, con evidenti risvolti applicativi.

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