Figura 1

Figura 2

Figura 3

Figura 4

Figura 5

Figura 6

Figura 7

Figura 8

- Onorevole Signor Ministro, Gentili Ospiti porgo a tutti Voi un cordiale saluto. Un ringraziamento particolare va al Magnifico Rettore, professor Marco Mancini, per avermi offerto l’occasione di parlare in una circostanza così importante del tema che è al centro delle mie ricerche fin da quando ero studente di biologia interno dell’Istituto di Genetica dell’Università  “La Sapienza”, diretto dal Professor Giuseppe Montalenti . 

 

Come premessa vorrei dire che uno dei motivi per cui ho scelto “Cambiamenti globali e biodiversità” come argomento per questa lezione è la sua grande attualità. Sicuramente tra tutti i cambiamenti globali in atto, quelli climatici sono i più noti e quelli che in questo momento maggiormente richiamano l’attenzione. Ciononostante non sono l’unico tipo di sconvolgimento che l’uomo sta innescando ed alimentando a livello mondiale.

Tant’è che nel corso degli anni abbiamo visto a causa dell’attenzione dei media, rincorrersi e poi abbandonare tante emergenze diverse, per es.: il buco dell’ozono, poi sostituito dalla perdita di biodiversità, sancita come priorità dalla Conferenza di Rio del ’92, l’influenza aviaria di due anni fa fino ad arrivare al riscaldamento globale di cui tanto si sente parlare in questi giorni. Nessuna di queste emergenze è realmente superata, è cambiata solo la frequenza con la quale ci vengono rammentate dai canali di informazione.

La scienza però non dovrebbe seguire, a mio avviso, l’andamento schizofrenico delle mode mediatiche, essendo ormai evidente che le problematiche ambientali (globali o locali che siano) non esistono singolarmente ma sono fortemente interconnesse. Quindi l’approccio della scienza a queste problematiche deve essere organico ed organizzato per produrre risultati affidabili, esaurienti e risolutivi. E’ per questo che non mi limiterò a parlare dei soli cambiamenti climatici, in questi giorni decisamente alla ribalta,  ma accennerò alle conseguenze che i principali tipi di cambiamenti globali, indotti dall’uomo, hanno sulla biodiversità.

 

D’altra parte l’Università della Tuscia è da sempre impegnata in ricerche ed attività di  formazione intorno a questi temi, avendo sviluppato nel tempo una forte caratterizzazione per le problematiche ambientali, da quelle relative agli ambienti naturali terrestri e marini, a quelle collegate agli ecosistemi forestali e agrari fino ai settori trasversali che integrano beni culturali e ambientali.

 

Proprio le competenze presenti nella nostra Università e l’attualità dell’argomento sono state alla base della scelta della nostra sede per lo svolgimento del XVI Congresso della S.It.E. (Società Italiana di Ecologia) in cui assieme agli ecologi forestali ed agli ecologi marini si è deciso di discutere di “Cambiamenti globali, diversità ecologica e sostenibilità”, dando vita al più importante congresso dell’ecologia accademica italiana, con oltre 500 partecipanti, tra cui molti ecologi stranieri e, per fortuna, tantissimi giovani. Purtroppo sono mancati  quasi totalmente politici, amministratori e “decisori” perdendo un utile occasione di dialogo.

 

Mi preme sottolineare al contrario che l’influenza dei cambiamenti globali sulla biodiversità, come vedremo, è forte ed ha conseguenze su molti aspetti e prospettive della nostra società, rendendo estremamente urgente la necessità di affrontare questo argomento da un punto di vista sia delle conoscenze sia delle possibili soluzioni.

Soluzioni che non possono prescindere da un coinvolgimento del mondo della politica e della gestione per essere applicate in maniera efficace.

 

La lezione, che per ovvi motivi di tempo e per la complessità dell’argomento non sarà né esaustiva né particolarmente dettagliata, si articolerà in una panoramica dei principali cambiamenti globali indotti dall’uomo cui farà seguito un’analisi degli impatti di tali cambiamenti sulla biodiversità ai vari livelli di organizzazione. Concluderò con una brevissima sintesi di alcune delle possibili azioni necessarie a tentare d’invertire i trend attuali.

 

Tutte le attività umane alterano i sistemi ecologici in cui si svolgono e da cui traggono beni e servizi. Non ci possiamo stupire quindi che uno dei problemi più diffusi a livello mondiale sia l’alterazione degli habitat.

Inquinamento ed eutrofizzazione, frammentazione e distruzione degli habitat, desertificazione, sono tutti modi in cui si manifesta l’impatto antropico sui sistemi ecologici. Un impatto talmente intenso e soprattutto talmente rapido da non permettere ai sistemi di evolvere una qualsiasi risposta adattativa. Infatti il disturbo agisce nell’arco della scala temporale umana mentre l’evoluzione elabora risposte in tempi enormemente più lunghi e non riesce quindi a garantire un recupero dei danni subiti.

 

Un altro grande problema deriva dallo sfruttamento diretto delle risorse biologiche. La biodiversità, intesa come varietà delle forme viventi, è una vera e propria risorsa semi-rinnovabile e come tale ha dei tempi di ricostituzione. 

L’uomo però ha quasi sempre prelevato le specie animali e vegetali a tassi impostati sulla resa economica piuttosto che sul potenziale di rinnovamento delle risorse biologiche, determinandone quindi una drastica riduzione. Le conseguenze sono rilevanti non solo per  le specie sovrasfruttate ma anche a livello socio economico. Basti pensare alla crisi generalizzata della pesca oceanica, che smentisce l’idea, dominante fino a pochi anni fa, dell’inesauribilità delle risorse marine. 

 

Un altro problema di scala planetaria che sta recentemente emergendo in tutta la sua importanza e gravità, sia ecologica sia economica, riguarda  l’invasione di specie alloctone. Specie tipiche di una determinata regione vengono trasportate, volontariamente o no, in altre aree del globo dove, se riescono ad acclimatarsi, possono dare vita ad un’espansione demografica che origina una serie di conseguenze negative.

Un caso emblematico per l’Italia, che noi tutti conosciamo, è quello della zanzara tigre, che sta determinando dei danni economici (al turismo, alle amministrazioni pubbliche per il controllo, ecc.) ecologici (sversamento di grandi quantità di insetticidi) e potenzialmente sanitari quali il possibile arrivo, dovuto all’aumento della temperatura, del dengue, arbovirus che affligge circa 50 milioni di persone all’anno nelle aree tropicali, di cui la zanzara tigre è vettore.

 

Ovviamente in questo elenco non potevano mancare i cambiamenti climatici, della cui esistenza ormai nessuno dubita più. Il dibattito se mai è spostato su quanta parte di responsabilità abbia l’uomo nel determinarli.

Sappiamo bene che il clima sulla terra è da sempre soggetto a variazioni, basti pensare all’alternarsi dei cicli glaciali e interglaciali degli ultimi due milioni di anni. Ancora una volta però il problema è determinato dalla velocità con la quale questi cambiamenti si realizzano: il trend attuale di innalzamento della temperatura sembra essere notevolmente più rapido di quanto avvenuto nel passato. 

Non può sfuggire la sua correlazione con l’incremento delle attività umane e il conseguente rilascio in atmosfera di grandi quantità  di carbonio prima immagazzinate nel sottosuolo nel corso di centinaia e centinaia di milioni di anni. La proiezione delle conseguenze di questi cambiamenti così profondi e rapidi riveste un’importanza cruciale anche per capire se siamo già arrivati ad un punto di non ritorno o se, in presenza di decisioni politiche anche forti, ci siano ancora margini per invertire la tendenza.

 

Passiamo ora ad esaminare quali sono le principali conseguenze  dei cambiamenti globali sulla biodiversità.

 

La biodiversità è strutturata in tre livelli fondamentali di organizzazione di complessità crescente a partire da quello genetico per arrivare a quello di comunità ed ecosistemi, passando per il livello di specie: - “La biodiversità a livello di specie comprende tutti gli organismi che vivono sulla terra. Comprende anche la diversità delle comunità in cui le specie vivono, gli ecosistemi nell’ambito dei quali le comunità esistono, e le interazioni tra questi vari livelli. Su una scala più fine la biodiversità comprende la variazione genetica tra le specie, sia tra popolazioni geograficamente distinte sia tra individui della stessa popolazione (Primack, 1995)”. Se, come è noto, la relazione tra specie ed ecosistemi è il cardine della biodiversità, la diversità genetica (interindividuale e tra le popolazioni) ne costituisce la struttura portante e le fondamenta. 

Senza diversità genetica non c’è evoluzione: l’adattamento ai cambiamenti ambientali è infatti possibile solo perché esiste diversità genetica. In assenza di essa, le popolazioni naturali non avrebbero che una singola carta da giocare nella partita con un ambiente mutevole.

 

Ora proseguiremo andando ad esaminare gli impatti dei cambiamenti globali su ciascun livello della biodiversità.

 

L’impatto dei cambiamenti globali sulla biodiversità a livello genetico può essere riassunto schematicamente come riportato in  figura 1: il disturbo antropico causa una riduzione della dimensione numerica delle popolazioni, che sarà tanto più marcata quanto più forte e duraturo è l’impatto. Una riduzione dell’entità demografica di una popolazione implica l’innescarsi di ben noti fenomeni quali deriva genetica, inincrocio e selezione che causano una perdita della diversità genetica nella popolazione stessa, sia pure con meccanismi diversi.

Se gli impatti perdurano, questo fenomeno di perdita di diversità genetica diventa talmente forte da innescare quello che viene definito “il vortice dell’estinzione” (figura 2).

Riduzione demografica e frammentazione in piccole sub-popolazioni spesso isolate fra loro causano un’erosione delle risorse genetiche delle popolazioni che ha come conseguenza sia una mancata capacità di rispondere ed adattarsi ai cambiamenti ambientali sia, ancora più importante nel breve periodo, una aumentata mortalità e una ridotta capacità riproduttiva. Ciò significa che qualsiasi ulteriore disturbo trova la popolazione ancora più “debole”, e può quindi causare un ulteriore calo demografico, amplificando tutti i fenomeni descritti fino ad arrivare all’estinzione.

Esemplificativo è il caso del leone asiatico (Pantera leo persica), che fino a 200 anni fa occupava un territorio immenso che andava dalla Siria all’India. Poi però la distruzione dell’habitat  a causa della conversione della savana in aree agricole e la caccia indiscriminata hanno ridotto questa popolazione a soli 20 esemplari confinati in un parco nazionale indiano, il “Gir Forest”.

Qui, nonostante la strettissima protezione, la popolazione non è riuscita a recuperare demograficamente  a causa  della forte compromissione  dei caratteri riproduttivi relativi alla fitness associata alla perdita quasi totale di diversità genetica interindividuale: testosterone, densità e mobilità spermatica, e spermi anormali rendevano i maschi quasi sterili (figura 3). L’incrocio con esemplari di una popolazione africana, a variabilità genetica “normale”, ha consentito di ripristinare sia la diversità genetica sia i livelli di fitness nell’arco di una singola generazione.

Il fenomeno del vortice dell’estinzione riguarda in realtà moltissime specie, tante delle quali di interesse economico e commerciale: nel loro caso il sovrasfruttamento innesca quel calo demografico che è all’origine del vortice.

Un caso che ci interessa direttamente è quello del pesce spada mediterraneo (Xiphias gladius), che costituisce una popolazione  fortemente isolata dalle altre ed altamente colpita dalla pesca e dall’inquinamento. Studi recenti infatti hanno dimostrato sia la presenza di diossina e PCB nei tessuti, sia una ridotta diversità genetica in questa popolazione rispetto a quelle atlantiche, associata ad una più elevata infestazione da parte di vari ecto- ed endo-parassiti (figura 4): una prima fase del vortice?

 

L’impatto negativo dei cambiamenti globali a livello di specie è molto evidente e diffuso in gran parte dei gruppi animali e vegetali, al punto tale che oggi ormai si ritiene che stiamo di fronte alla sesta estinzione di massa..

Recenti ricerche hanno indicato comunque negli anfibi e nei coralli i gruppi maggiormente minacciati dai cambiamenti climatici in atto. Per quel che riguarda gli anfibi, i dati dell’IUCN (World Conservation Union) dicono che il 32% delle specie  è minacciata di estinzione e che ben il 43% delle specie mostra popolazioni in declino. Se pensiamo che uccelli e mammiferi, due gruppi che da sempre sono considerati prioritari a livello di conservazione,  si attestano rispettivamente al 12% e 23% possiamo renderci conto di quanto sia grave la situazione.

Tra i numerosi motivi della scomparsa degli anfibi, uno recentemente segnalato da vari Autori, sembra essere l’estesissima e recente diffusione di un fungo mortale parassita della pelle di questi animali. Una ricerca pubblicata lo scorso anno su Nature ha inoltre evidenziato una significativa correlazione tra l’incidenza di questo fungo, i cambiamenti climatici in atto e il recente crollo ed estinzione di numerose specie di rane nell’area Neotropicale.

L’Italia  è particolarmente interessata al declino degli anfibi, perché è un “hot-spot” mondiale di biodiversità anche per questo gruppo di vertebrati. Ciononostante gli studi sugli anfibi nel nostro paese sono decisamente carenti e “poco sentiti”.

Ad esempio non conosciamo quasi  nulla del già nominato fungo parassita: la sua comparsa in diverse località dell’Appennino centrale e settentrionale  è documentata, ma non conosciamo né la sua diffusione né gli effetti che sta causando. Registriamo la scomparsa di intere popolazioni di varie specie persino in aree protette senza conoscerne le ragioni. Se pensiamo che gli anfibi, per le loro caratteristiche biologiche, sono tra i più sensibili indicatori dello stato di salute delle acque interne, la loro scomparsa dovrebbe invece preoccuparci, non solo per se stessa, ma perché indica lo stato di degrado di una delle nostre principali risorse: l’acqua.

Anche se alcuni settori di conoscenza sono carenti, sugli aspetti genetici-ecologici degli anfibi italiani abbiamo una notevole mole di dati, grazie anche ai nostri studi iniziati più di venticinque anni fa.

Queste ricerche hanno permesso di dimostrare, oltre alla presenza di nuove specie di anfibi endemiche italiane, che le risorse genetiche di molte specie sono concentrate soprattutto nella parte meridionale della nostra penisola, e in particolare in Calabria (figura 5). Il Sud Italia è quindi un “serbatoio” di risorse genetiche che richiederebbe un alto grado di protezione e una priorità di conservazione tale da considerarlo un vero e proprio “Santuario degli Anfibi italiani”. Solo da questi centri di diversità si può innescare il processo di recupero delle  altre popolazioni attualmente più compromesse.

 

L’influenza dei cambiamenti globali a livello di ecosistemi e comunità risente fortemente dell’effetto domino, per il quale l’impatto  su un elemento dell’ecosistema si riflette a cascata su tutti gli altri. Non è un caso che qualsiasi esempio si decida di portare per questo settore di ricerche si dimostri come i tre livelli della biodiversità siano fortemente interconnessi.

Un caso esemplare riguarda la struttura delle comunità dei nematodi anisakidi, comunemente detti ascaridi marini, e la relazione con la densità demografica di queste specie e la loro diversità genetica. Data la complessità del loro ciclo biologico, questi nematodi hanno bisogno di reti trofiche marine inalterate e stabili per completare il loro sviluppo. Infatti la mancanza o la rarefazione degli ospiti, in cui essi compiono la muta, può portare all’interruzione del loro ciclo biologico. Ne consegue che la riduzione demografica di organismi marini, ospiti degli ascaridi marini, porta anche al calo demografico di questi parassiti e, di conseguenza, all’impoverimento delle loro risorse genetiche (figura 6).

Gli studi che abbiamo condotto ormai nell’arco di trent’anni ci hanno permesso di confrontare  gran parte di mari e oceani, rilevando una grande differenza tra la regione boreale e quella australe. Nell’emisfero settentrionale i cambiamenti globali hanno un forte impatto sugli ecosistemi marini: 1) inquinamento di varia natura e acidificazione degli oceani che hanno colpito le popolazioni dei primi ospiti intermedi ; 2) eccessivo sforzo di pesca che ha reso meno abbondanti alcune specie ittiche e di cefalopodi;  3) attività di caccia e recente mortalità dovuta a patogeni virali che hanno provocato la rarefazione di pinnipedi e cetacei. Tutti questi fattori hanno contribuito alla diminuzione delle dimensioni di popolazione degli ospiti di questi parassiti e hanno determinato, di conseguenza, anche la riduzione della dimensione di popolazione dei loro endoparassiti.

Infatti, nello stesso emisfero, gli anisakidi mostrano popolazioni numericamente ridotte, con ospiti poco infestati e livelli di risorse genetiche decisamente erosi sia come range, sia come valori medi (H_e=0,10 nell’emisfero boreale vs. H_e=0,20 nell’emisfero australe; figura 7).

Analogamente, anche le popolazioni di nematodi anisakidi del Mediterraneo mostrano oggi livelli demografici e valori di diversità genetica fortemente diminuiti rispetto ad alcuni decenni fa, come documentato grazie ad una serie storica di dati che va dal 1982 ad oggi (figura 8). Questa è una chiara indicazione del fatto che anche le catene alimentari dei nostri mari si stanno depauperando, per ogni livello trofico, sia in termini di numero di specie sia nella loro dimensione. In conclusione, la diversità genetica e la dimensione di popolazione di questi nematodi, possono essere assunti come indicatori indiretti dello stato di salute dell’ecosistema marino. 

 

 

Questa breve analisi dei legami tra cambiamenti globali e  biodiversità ha lo scopo di dimostrare che, al di la dell’oggettiva complessità di queste relazioni, molto si è fatto negli ultimi anni per comprendere e descrivere connessioni e meccanismi alla base di tale fenomeno. Vorrei quindi sfatare il luogo comune che vede la nostra scarsa conoscenza come il principale motivo per cui non si riescono ad affrontare e risolvere  i problemi ambientali.

Al contrario, possiamo affermare di avere oggi a disposizione dati, modelli e indicatori che, se ben utilizzati, permetterebbero di identificare azioni e politiche in grado di intervenire sulla tendenza dei cambiamenti globali e di verificarne l’efficacia nel tempo. Sicuramente per raggiungere quest’obiettivo sono necessarie diverse azioni significative  ma purtroppo ancora trascurate.

Prima fra tutte la necessità assoluta di colmare il gap tra scienza e società e tra scienza e politica. Anche questa è una problematica globale perché in tutto il mondo cittadini, politici e amministratori lamentano la scarsa possibilità di accesso alle conoscenze prodotte dalla ricerca di base.

E’ altrettanto vero però, che l’intera comunità scientifica si sente disconosciuta nel suo stesso ruolo, in Italia forse più che altrove, poiché decisioni e politiche si basano assai raramente (in genere solo quando ciò non crea “problemi”) su solide basi di conoscenza scientifica.

 

Gli investimenti nella ricerca scientifica e nelle nuove tecnologie eco-compatibili (dalle nano-tecnologie alle energie rinnovabili) andrebbero promossi ed incentivati  non solo per ciò che riguarda un avanzamento della conoscenza ma anche per le azioni di sperimentazione, monitoraggio, mitigazione e recupero ambientale. Vorrei anche segnalare che non risulta più procrastinabile l’istituzione di un piano nazionale per la biodiversità che vada ad integrarsi con l’attuale piano di protezione (aree protette, Rete Natura 2000) per giungere ad una reale conservazione del patrimonio naturalistico italiano, il cui valore è prioritario a livello mondiale e riconosciuto dalla comunità europea .

A conclusione, non possiamo dimenticare il forte legame tra i cambiamenti climatici e le politiche energetiche. Ritengo assolutamente essenziale la stesura di un nuovo piano energetico nazionale che segni una reale discontinuità con le tendenze attuali, come base indispensabile per l’attuazione di un modello di sviluppo veramente eco-sostenibile. In particolare ritengo una scelta irresponsabile ed un errore strategico, non solo a livello ambientale ma anche economico, in un paese come il nostro definito “il paese del sole”, investire pochissimo sull’energia solare e nello stesso tempo trasformare a carbone alcune delle maggiori centrali termoelettriche.

Giuseppe Nascetti