Portale del Progetto BLASCO

Risultati primo anno

Preparazione e mantenimento di colture cianobatteriche

Nel mese di ottobre 2015 sono stati avviati contatti con il Laboratorio di Biologia delle Alghe dell’Università di Roma Tor Vergata, per la fornitura di campioni destinati ad avviare le colture algali necessarie alla sperimentazione. A partire da dicembre 2015, sono stati allestiti, presso il CNR ISE di Verbania, gli ambienti dove alloggiare le colture: in particolare, sono stati predisposti un termostato incubatore, con possibilità di regolazione di illuminazione e temperatura ed un ambiente di lavoro aperto, con temperatura costante e possibilità di variare l’intensità dell’illuminazione. Nel mese di dicembre 2015 sono arrivati al CNR-ISE i primi inoculi di due specie cianobatteriche (Dolichospermum viguieri e Synechococcus sp.), che sono stati messi in coltura su terreno liquido specifico (BG11). Nel mese di gennaio 2016, sono state messe in coltura altre due specie (Cylindrospermopsis raciborskii e Dolichospermum flos-aquae). Tutte queste sono state utilizzate per esperimenti condotti tra dicembre 2015 e marzo 2016, in alcuni casi dividendo la colonia madre in sottocampioni da allevare in condizioni differenti di luce e temperatura.

Proprietà ottiche di specie e ceppi di cianobatteri

Le attività fino ad oggi effettuate hanno permesso di ampliare le conoscenze delle caratteristiche spettrali dei cianobatteri in relazione alla loro interazione con la luce. La banca dati spettrale e fluorimetrica può portare a settare al meglio l’utilizzo di spettroradiometri e fluorimetri per l’identificazione e la quantificazione dei cianobatteri nelle acque lacustri con metodi speditivi.

Nel periodo dicembre 2015-marzo 2016 sono stati condotti alcuni esperimenti con colture di laboratorio. Colture di specie diverse sono state diluite, in rapporti decrescenti tra concentrazione di organismi e terreno liquido, in modo da simulare diverse situazioni di densità cellulare osservabili in natura. Sono state analizzate, fino ad oggi, 8 specie differenti, con diversa composizione in pigmenti e diverse caratteristiche morfologiche. . Alcune delle specie coltivate sono state analizzate, dopo essere state mantenute, per circa 7 giorni, a condizioni di illuminazione differenti: una parte della coltura è stata allevata a basse intensità luminosa, un’altra parte ad intensità luminose elevate, allo scopo di indurre risposte fisiologiche diverse, come la maggiore sintesi di pigmenti a basse intensità o fenomeni di foto-inibizione (ridotte capacità di utilizzare la radiazione luminosa) ad intensità più elevate.
I risultati evidenziano come luce e temperatura condizionino lo stato fisiologico delle colture e questo è ben visibile nella risposta spettrale. Nella coltura mantenuta a temperatura e luce maggiori è notevolmente aumentata la riflettenza nella regione dell’infrarosso mentre nella regione delle ficocianine (lunghezza d’onda attorno ai 650 nm) le colture sottoposte a maggiori temperatura e luminosità presentano un picco di riflettanza inferiore.

Con alcuni dei campioni di cianobatteri a disposizione sono state create delle colture miste al fine di valutare come i differenti pigmenti condizionassero la riflettanza, questo passaggio risulta di fondamentale importanza per simulare al meglio le condizioni naturali. Per effettuare questa attività oltre a campioni di cianobatteri sono stati utilizzate altre tipologie di fitoplancton (diatomee e cloroficee) rappresentativi degli ambienti lacustri delle nostre aree di studio. A titolo di esempio si riporta in figura l’effetto della presenza di più specie fitoplanctoniche rispetto alle firme monospecifiche di cianobatteri.

Analisi dati da satelliti relativi a fioriture

Durante il primo anno di progetto è stato effettuato un inventario delle immagini satellitari e aviotrasportate d’archivio relative all’area di studio. Successivamente è stato creato un archivio dati che potesse coprire a livello temporale e spaziale le aree di studio con sensori di differenti caratteristiche radiometriche e spaziali. Tutte le immagini sono state corrette radiometricamente in accordo con le differenti specifiche dei sensori utilizzati. Le immagini sono state corrette atmosfericamente utilizzando codici di trasferimento radiativo dedicati e ampiamente utilizzati in letteratura e dove possibile i prodotti sono stati validati.
Si riportano di seguito, a titolo d'esempio, alcune mappe.

Nel corso del 2015 sono state condotte alcune campagne sul Lago Maggiore, sui Laghi di Mantova e sul Lago di Pusiano. In ogni campagna sono state effettuate misure radiometriche e misure di parametri limnologici (temperatura, trasparenza). Inoltre, sono stati raccolti campioni per l’analisi del fitoplancton (conteggi ed identificazione tassonomica), l’analisi dei solidi sospesi e delle sostanze colorate in soluzione, l’analisi dei pigmenti algali in HPLC.

Campagna di misura sul Lago di Pusiano - Novembre 2015

 

Nel 2015 il Lago Maggiore non è stato interessato da intense fioriture di cianobatteri, quindi le campagne limnologiche hanno avuto lo scopo principale di raccogliere dati sulle caratteristiche ottiche delle acque, effettuando misure della radiazione incidente, riflessa ed assorbita dalla colonna. Questi dati saranno successivamente utilizzati per la calibrazione delle immagini satellitari. Per quanto riguarda i laghi di Mantova, sono state effettuate 4 campagne di misura nei mesi di maggio, giugno, luglio e settembre (attività in collaborazione con il progetto FP7 INFORM), in cui sono state acquisite misure spettroradiometriche e misure relative alla concentrazione dei pigmenti fotosintetici del fitoplancton. Le misure hanno evidenziato come nei mesi di Luglio e Settembre fossero presenti cianobatteri nelle acque mentre nei mesi di Maggio e Giugno la componente fitoplanctonica fosse dominata da diatomee e alghe verdi. Le misure hanno permesso l’implementazione di algoritmi semi-empirici applicabili alle immagini iperspettrali.