ENiGMA: un progetto di ricerca internazionale nelle valli mirandolesi

ENiGMA: un progetto di ricerca internazionale nelle valli mirandolesi

ENiGMA è l’acronimo di European Network in Gut MicrobiotA, un progetto di ricerca internazionale sugli uccelli migratori, portato avanti dalla Stazione Ornitologica Modenese (S.O.M. “il Pettazzuro”) in collaborazione con i dipartimenti dell’Università di Palermo: SAF (Prof. Giancarlo Moschetti e Dott. Nicola Francesca) e STEBICEF, Sezione Biologia Animale (Dott.sa Daniela Campobello). A questo progetto partecipano anche altre stazioni di inanellamento, quali: spagnole (Beatrix Martinez, Aguirre, Eva Banda, Università Complutense di Madrid), svizzere (Dott. Roberto Lardelli, Ficedula, Mendrisio), austriache (Prof. Leonida Fusani, Dr. Ivan Maggini, Università di Vienna) e rumene (Peter Laszlo Pap, Università di Bucarest). In Italia oltre alla SOM è interessata anche la stazione di Ustica (Dott.sa Emanuela Canale e Prof. Bruno Massa). La SOM è stata selezionata sia per le alte capacità professionali del personale che della credibilità ed affidabilità internazionale che si è guadagnata recentemente sul campo.  Uno degli esempi più recenti è stato il progetto portato avanti con le Scuole Secondarie di 1° di Mirandola e Concordia, uno dei pochissimi esempi di CitizenScience portato avanti con continuità in Italia. Ma cosa centrano lieviti ed uccelli? 

Numerose e recenti evidenze scientifiche supportano, infatti, l’idea, che i lieviti presenti nell’apparato digerente degli uccelli migratori siano una nuova nicchia ecologica di microrganismi tolleranti alla temperatura. Fino ad oggi oltre 300 tipi di lieviti sono stati isolati in 800 uccelli migratori catturati sulle piccole isole del Tirreno (Ustica) o del canale di Sicilia (Lampedusa, Linosa) durante le migrazioni primaverili (pre-nuziale) ed autunnali (post-nuziale). La maggioranza di questi lieviti hanno mostrato caratteristiche uniche sia come fenotipi che di genoma.

Da queste ricerche è emerso infatti:

  • un intenso sviluppo alle alte temperature (42-44 °C) ed ad un basso pH (2,5-3,5),  quando solitamente i lieviti sopravvivono a temperature oscillanti tra 28 e 35 °C e pH non eccessivamente acidi;
  • un alto numero di sostituzioni nucleotidiche, in geni altamente conservati, rispetto ai geni di ceppi tipo depositati in collezioni ufficiali. Infatti è molto raro trovare queste sostituzioni, ciò avviene soltanto in specifiche nicchie ecologiche di organismi e molto spesso è funzionale alla descrizione di nuove specie di microrganismi
  • tre nuove specie sono state, ad oggi, descritte e pubblicate su riviste internazionali di settore, ed ulteriori sei potenziali nuove specie sono in fase di pubblicazioni su riviste di settore.

Il monitoraggio dei movimenti degli uccelli migratori permette di investigare le risposte comportamentali e demografiche in un determinato ambiente. La migrazione degli uccelli prevede lo spostamento dai territori riproduttivi a quelli di svernamento, in alcune specie distanti migliaia di chilometri, effettuato a spese del grasso sottocutaneo, accumulato nelle zone di sosta (stop-over) dislocate lungo le rotte migratorie.

Gli uccelli sono noti come vettori di microrganismi e quindi analisi della loro microflora può essere cruciale per valutare la diversità microbica dei siti visitati.  Infatti gli uccelli migratori, avendo una mobilità molto alta, riescono a trattenere ed a disseminare la flora batterica su tempi più lunghi, rispetto ad un’altra classe, anche essa portatrice di lieviti, quale è quella degli insetti.

Inoltre, le potenziali applicazioni di tali ceppi microbici nel campo delle biotecnologie dedicate al sistema agroalimentare nonché ambientale e di difesa fitopatologica possono essere molteplici.

Per queste ragioni questo tipo di ricerche hanno un crescente interesse ed è invalsa la convinzione che l’apparato gastroenterico degli uccelli migratori possa rappresentare una nuova fonte di ricerca, da indagare molto più in profondità. Per fare ciò è necessario, perciò,  un campionamento sistematico di differenti specie migratorie, campionamenti in differenti periodi e per classi di età delle specie ospitanti. E qui inizia il progetto sul campo.

Per primo è stato selezionato un certo numero di specie target, scelte tra quelle che avrebbero garantito il successo del progetto, ovvero un elevato numero campionario nel più breve tempo possibile. Per l’area di nostra competenza sono state selezionate le seguenti specie: rondine Hirundo rustica, topino Riparia riparia, cannaiola comune Acrocephalus scirpaceus, cannareccione Acrocephalus arundinaceus per la migrazione primaverile, mentre per l’autunno sono state selezionate: rondine, topino, cannaiola e pettirosso Erithacus rubecula. Sono tutte specie migratrici a lungo raggio e transahariane, meno il pettirosso che è specie migratrice a medio e breve raggio.  Per le altre stazioni europee le specie selezionate sono leggermente differenti in quanto selezionate sulla base della frequenza locale di cattura. Sono state scelte due stazioni di cattura sul territorio: Oasi Valli di Mortizzuolo e Oasi val di Sole. E’ stato selezionato un pool affidabile di inanellatori: Giuseppe Rossi (responsabile operativo), Carlo Giannella (Direttore SOM), Andrea Ravagnani, Mauro Villani (Vigile Provinciale) e Stefano Sirotti (Vigile Provinciale), Antonio Gelati (Servizio veterinario), affiancati nella ricerca dal personale della Stazione Ornitologica Modenese. Il progetto è stato approvato ed autorizzato da ISPRA (Istituto Superiore per la Ricerca Ambientale). È stato steso un protocollo comune a tutte le stazioni, e che prevede la cattura di 100 esemplari per specie, ai quali verrà fatto un tampone buccale sotto la supervisione del Servizio Veterinario.  Il tampone verrà posto in una provetta recante liquido di coltura e che poi verrà trasmesso all’università di Palermo che ha provveduto alla fornitura del materiale di campionamento e provvederà alle successive analisi.

Gli scopi della ricerca prevedono:

  • isolare un alto numero di lieviti e individuare la frequenza di questi lieviti nel campione, uno o due saranno collezionati (in forma vivente) da un uccello;
  • individuare nuove specie di lieviti sotto l’aspetto filogenetico e fenotipico;
  • studiare l’intero genoma dei lieviti e investigare la loro biologia evolutiva negli uccelli come nuovo ecologico “lineage” dei microrganismi.
  • determinare le caratteristiche antimicotiche dei lieviti come patogeni umani ed aviari;
  • sviluppare la capacità di produrre biomolecole per applicazioni sia in agricoltura che nell’alimentazione, quali: enzimi, molecole bio-attive e battericide.
  • Individuazione di nuovi lieviti da utilizzare come pro-prebiotici nella dieta di avicoli da allevamento,

I risultati verranno presentati a convegni internazionali e pubblicati su riviste specializzate.  Le attività di ricerca avranno luogo dal 1 maggio al 31 ottobre 2017, chi fosse interessato ad assistere alle fasi di ricerca sul campo può prendere contatti con il seguente indirizzo som@cisniar.it. Il personale della SOM resta disponibile a fornire tutte le informazioni inerenti lo svolgimento sul campo della ricerca e nelle sue successive fasi.

Il direttore della SOM (Carlo Giannella)

I referenti scientifici del progetto (Prof. Giancarlo Moschetti, Dr Nicola Francesca, Dott.sa Daniela Campobello).

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Contatti
Tel. 0535 29724 - Indirizzo e-mail

 

 

La realizzazione dell'area dedicata del CEAS è stata possibile grazie al contributo della Regione Emilia Romagna  (DGR 1796/2012)