Laboratorio di Botanica Marina

Scienze - Palazzina 2 - Secondo Piano

Resp. Prof. Cecilia Maria Totti

Attività di ricerca

Le attività di ricerca svolte presso il Laboratorio di Botanica marina ed Algologia riguardano la sistematica e l’ecologia di alghe e piante marine e delle alghe terrestri.

Principali linee di ricerca

Oceanografia biologica ed ecologia del fitoplancton

Dal 1988 lungo il transetto Senigallia-Susak, incluso nella rete eLTER (European Long Term Ecological Research), si raccolgono con frequenza mensile di dati di fitoplancton, nutrienti e parametri fisici.  Il laboratorio studia la biodiversità del fitoplancton e le specie indicatrici di diverse condizioni ambientali. Alla metodologia tradizionale (microscopio ottico) dal 2018 si applicano analisi di metabarcoding.  La lunga serie temporale permette di analizzare e di mettere in relazione gli andamenti del fitoplancton con eventi climatici, grado di trofia e la struttura delle masse d’acqua del mare Adriatico. Sono stati recentemente messi in evidenza i trend del fitoplancton in relazione agli eventi climatici estremi (onde di calore, siccità, alluvioni).

Campionamento con retino da plancton durante una crociera oceanografica.

Dal 2024 la stazione è dotata di uno strumento innovativo (IFCB, Imaging FlowCytobot) che è in grado di effettuare analisi di fitoplancton in continuo, utilizzando l’intelligenza artificiale per l’identificazione.

Analisi del fitoplancton tramite l’Imaging FlowCytobot

Harmful algal blooms

Il fenomeno delle Harmful algal blooms consiste in intense proliferazioni di alghe (soprattutto microalghe o cianobatteri) in ambienti acquatici accompagnati da effetti negativi sull’ambiente, sulla salute umana e sugli ecosistemi.  Numerose microalghe possono produrre tossine che hanno impatto sulla salute umana e sugli organismi marini. Nel nostro laboratorio si studia la biodiversità e l’ecologia delle microalghe tossiche del fitoplancton e microfitobenthos. Attualmente sono in corso studi sulle principali microalghe tossiche conosciute tropicali e temperate, sia planctoniche (Pseudo-nitzschia, Azadinium) che bentoniche (Ostreopsis, Gambierdiscus). Questi studi sono volti a indagare sia i fattori che influenzano la comparsa e il successivo sviluppo di questo fenomeno, così come la produzione di tossine da parte degli organismi coinvolti, sia in campo che in condizioni sperimentali di laboratorio.
Campionamento subacqueo per lo studio della distribuzione spaziale e temporale delle dinoflagellate bentoniche potenzialmente tossiche (Ostreopsis, Gambierdiscus, Prorocentrum).	Ostreopsis cf. ovata una dinoflagellata bentonica produttrice di biotossine, responsabile di imponenti fioriture associate a intossicazioni umane e morie di organismi marini.
Il fenomeno delle mucillagini, noto fin dal 1729, sebbene non tossico, ha effetti negativi sull’ambiente, sulla pesca, sul turismo e sulla salute umana, causando soffocamento degli organismi marini, ipossia, danni economici e degrado della qualità dell’acqua. Nel 2024 si è manifestato in tutto l’Adriatico settentrionale. Il Laboratorio, in collaborazione con altri istituti di ricerca adriatici, è impegnato a studiare la diversità fitoplanctonica all’interno degli aggregati e le dinamiche del fenomeno, utilizzando microscopia e metabarcoding.	Foto del Passetto di Ancona interessato dal fenomeno delle mucillagini nell’estate del 2024

Microfitobenthos

Studio delle comunità microfitobentoniche associate a diversi substrati. Ecologia delle microalghe epipeliche dei fondi mobili. Microfitobenthos epilitico su substrati naturali e artificiali. Studio delle complesse relazioni tra diatomee e invertebrati marini: diatomee associate a spugne antartiche, comunità di diatomee epibionti su Idrozoi marini e su molluschi.

Diatomee epibionti sull'idroide Eudendrium racemosum: sono visibili colonie di Licmophora spp. che formano una foresta in miniatura colonizzando tutte la superficie disponibile

Sistematica delle microalghe

La conoscenza della sistematica degli organismi viventi è alla base di qualsiasi studio sulla biodiversità. In questo laboratorio ci si occupa della revisione tassonomica e descrizione di nuove specie di diatomee e dinoflagellate, utilizzando microscopia ottica, elettronica e analisi molecolari.
Nitzschia gobbii è una nuova specie di diatomea planctonica descritta dal Laboratorio e depositata presso il Natural History Museum, Londra, UK	Ostreopsis fattorussoi è una nuova specie di dinoflagellata bentonica descritta dal Laboratorio, in grado di produrre tossine con effetti negativi sulla salute umana e sugli organismi marini

Biodiversità associata alle foreste di alghe brune del Mediterraneo

Le foreste formate da alghe brune (specie del complesso Cystoseira spp.) rappresentano popolamenti bentonici di grande significato, che svolgono molte importanti funzioni ecosistemiche. Una di queste è quella di ospitare una grande diversità di organismi associati (sia animali che vegetali). Stiamo studiando la diversità delle comunità associate alle foreste di alghe brune tramite osservazioni sul campo, analisi microscopiche e analisi di DNA ambientale (DNA metabarcoding basato su sequenziamento del marcatore 23S).

Foresta di Gongolaria barbata

Tassonomia, sistematica e filogenesi delle macroalghe marine 

Lo studio comprende osservazioni morfologiche, analisi filogenetiche e studi di DNA barcoding basati su sequenziamento di marcatori molecolari utilizzati per questo scopo. Generi in cui la identificazione morfologica delle specie è difficoltosa (Ulva, Ceramium, Polysiphonia) rappresentano i principali obiettivi di questi studi.

Popolamento macroalgale della Riviera del Conero

Ecologia, fenologia e comunità associate con la pianta marina Cymodocea nodosa

Cymodocea nodosa è una pianta marina che forma praterie sommerse e fornisce molti importanti servizi ecosistemici. Stiamo investigando la distribuzione, stagionalità e comunità associate a praterie di questa specie tramite monitoraggi sul campo e analisi in laboratorio di diversi parametri indicativi dello stato di salute di questa pianta

Prateria di Cymodocea nodosa del porticciolo di Torrette

Catalogazione della diversità macroalgale della Riviera del Conero

I membri del Laboratorio svolgono regolarmente campionamenti della flora macroalgale della Rivera del Conero, soprattutto nel periodo primaverile ed estivo di ogni anno. I campioni venono depositati nell’erbario macroalgale dell’Università Politecnica delle Marche (ANC ALG), con lo scopo di documentare i cambiamenti temporali presenti e futuri nella flora macroalgale di questa zona.

Campione di erbario di Gongolaria barbata

Diversità ed ecologia delle alghe verdi terrestri

Gli ambienti terrestri ospitano un grande numero di microalghe verdi, la cui diversità è ancora poco conosciuta. La sistematica delle alghe verdi terrestri viene investigata tramite studi di campo, osservazioni morfologiche, ricostruzione filogenetica basata su marcatori molecolari scelti. Gli ordini Prasiolales e Trentepohliales rappresentano i principali gruppi su cui si focalizza la nostra ricerca.
	Prasiola novaezelandiae (A) e Rosenvingiella radicans (B).

Progetti, Network 
Il Laboratorio è attualmente coinvolto nei seguenti:
•    Long Term Ecological Research national and international networks (LTER-Italy, LTER-Europe and ILTER)
•    ITINERIS LTER Italia (Rete di Ricerca Ecologica a Lungo Termine)
•    Marine Strategy, finanziato da ISPRA e Ministero dell’Ambiente e del Territorio
•    Mediterranean Network of Harmful Algae Experts
•    PRIN 2022: Emerging toxins in Italian seas and risks for human health (Tox-IT).
•    National Biodiversity Future Center (https://www.nbfc.it/en)
•    FORESCUE: Innovative approaches for rescue and management of algal forests in the Mediterranean Sea (https://forescue-project.eu/)
•    BRIGANTINE: Chemico-physical and multispectral Data fusion for Adriatic Sea monitoring by autonomous vessel (Progetto Interreg Italia-Croazia).
 

Strumentazione

• Microscopi a luce trasmessa ed epifluorescenza
• Microscopi rovesciati a luce trasmessa ed epifluorescenza
• Sistema di acquisizione ed elaborazione immagini "Axiovision 1"
• Stereomicroscopi
• Apparato di flitrazione (Pompa aspirante e rampa di filtrazione)
• Quantametro
• Criotomo Microm HM 505 N
• Bilancia tecnica elettronica
• pHmetro da banco
• Stufa a convezione naturale
• Camera fitologica
• Critical Point Dryer
• Sputter Coater

Staff

Prof. Cecilia Maria Totti c.m.totti@univpm.it		Prof. Fabio Rindi f.rindi@univpm.it		Dr. Stefano Accoroni s.accoroni@univpm.it
Dr. Tiziana Romagnoli t.romagnoli@univpm.it		Dr. Neri Francesca		Dr. Bellanti Giulia