Biodiversità gravemente minacciata

La biodiversità è gravemente minacciata sia in Svizzera che nel mondo. Numerosi organismi stanno affrontando forti cali, in particolare negli ecosistemi di acqua dolce.

Tutte le specie che vivono nei fiumi - compresi pesci, batteri e molti diversi invertebrati acquatici, come le mosche, i plecotteri e i tricotteri - sono cruciali per il funzionamento di questi ecosistemi. Ma molte specie sono minacciate a causa dell'omogeneizzazione dell'habitat, dell'inquinamento da pesticidi e sostanze nutritive e della diffusione di specie non autoctone. Per comprendere e proteggere gli ecosistemi fluviali, è essenziale valutare la loro biodiversità.

Combinazione di DNA ambientale e modelli idrologici

In un nuovo studio, pubblicato su Nature Communications, (1) il gruppo di ricerca del dottor Florian Altermatt, (2) professore presso il Dipartimento di biologia evolutiva e studi ambientali dell'Università di Zurigo (UZH) e l'Istituto federale svizzero di scienze e tecnologie acquatiche (Eawag), ha sviluppato un nuovo approccio per prevedere modelli di biodiversità negli ecosistemi fluviali. «Per la prima volta, abbiamo combinato l'uso del DNA ambientale con modelli idrologici al fine di fare previsioni sullo stato della biodiversità a una risoluzione molto fine su bacini di centinaia di chilometri quadrati», afferma il professor Altermatt.

Previsioni sulla biodiversità con elevata precisione

Tutti gli organismi rilasciano costantemente il loro DNA nell'ambiente. Raccogliendo campioni d'acqua ed estraendo e sequenziando il cosiddetto DNA ambientale (eDNA), la biodiversità può essere determinata più velocemente, in modo meno invasivo e più completo rispetto all'identificazione degli stessi organismi.

Dal momento che il DNA nei fiumi può essere trasportato a valle attraverso il flusso di corrente per molti chilometri, si ricevono anche informazioni sulla presenza di organismi nel bacino idrografico.

Utilizzando modelli matematici basati su principi idrologici, gli scienziati sono riusciti a ricostruire modelli di biodiversità per l'intero bacino del Thur di 740 chilometri quadrati nella Svizzera nord-orientale con una risoluzione delle sezioni di corrente di un chilometro. «Il nostro modello abbina l'osservazione diretta della presenza locale di insetti acquatici con un'accuratezza senza precedenti: dal 57 al 100%», afferma Luca Carraro, primo autore dello studio.

Individuare hotspot della biodiversità invisibili

Il bacino di Thur è rappresentativo di molti tipi di uso del suolo, tra cui foreste, agricoltura e insediamenti. Serve quindi come esempio generalizzabile per molti ecosistemi fluviali. Inoltre, il nuovo metodo può essere utilizzato per valutazioni, su larga scala e ad alta risoluzione, dello stato e del cambiamento della biodiversità anche con una minima conoscenza dell'ecosistema fluviale. «In particolare, l'approccio consente di identificare i punti di crisi della biodiversità che potrebbero altrimenti essere trascurati, consentendo in tal modo di attuare strategie di conservazione mirate», aggiunge il dottor Altermatt.

Rapida applicazione dei risultati della ricerca in Svizzera

Molte nazioni stanno attualmente stabilendo il biomonitoraggio acquatico utilizzando l'eDNA e potrebbero trarre vantaggio dal nuovo metodo. Secondo Florian Altermatt, la Svizzera ha un ruolo di primo piano in questo campo: «Il trasferimento dai risultati scientifici all'applicazione è molto rapido. Attualmente stiamo definendo le linee guida dell'Ufficio federale dell'ambiente su come utilizzare l'eDNA nel monitoraggio standard della biodiversità». Ciò semplificherà la descrizione e il monitoraggio della biodiversità per l'intera rete di fiumi e torrenti svizzeri, per un totale di circa 65.000 chilometri.

Riferimenti:

(1) Environmental DNA allows upscaling spatial patterns of biodiversity in freshwater ecosystems

(2) Florian Altermatt

Descrizione foto: Plecottero del genere Isoperla e molte altre specie di insetti acquatici sono stati determinati utilizzando il DNA ambientale. / Nel fiume svizzero Thur, sono stati analizzati campioni di DNA ambientale provenienti da varie località per fare previsioni sulla biodiversità degli insetti acquatici. - Credit: Elvira Mächler, Chelsea Little, Florian Altermatt, University of Zurich.

Autore traduzione riassuntiva e adattamento linguistico: Edoardo Capuano / Articolo originale: Predicting the Biodiversity of Rivers