Articolazione del progetto

Task 1: Attività di ricerca nel campo dello sviluppo di buone pratiche di contrasto alla moria dei mitili in Puglia

Referente: Roberto Carlucci

Il Task 1 si compone di diverse Azioni che mirano ad analizzare, con approcci differenti e complementari, la risposta dei mitili (Mytilus galloprovincialis) ai potenziali stress derivanti dal cambiamento climatico in atto e a sperimentare delle metodiche innovative di produzione che possano rappresentare la nuova frontiera della maricoltura tarantina e pugliese. Le differenti Azioni presentano esperimenti da condurre in laboratorio ed in campo e contemplano studi multidisciplinari condotti in collaborazione tra ricercatori con differenti expertise.

Azione 1a - Esperimento di heat-hardening

Referenti: Roberto Carlucci, Andrea Miccoli

L’incremento di temperatura nelle acque comporta una condizione di stress fisiologico che eccede la capacità adattativa e la resilienza dei mitili inducendo, a volte, anche la morte dell’organismo stesso. Diversi studi hanno rivelato che l'esposizione ripetuta di un organismo a stimoli termici subletali può modulare e migliorare la sua risposta all’innalzamento delle temperature in ottica degli scenari climatici futuri. Questo processo noto come heat-hardening si basa sull’acquisizione della “memoria di questa esperienza” da parte dell’organismo che può portare a una plasticità fenotipica e stimolo-dipendente della risposta nonché all’adattamento del fenotipo fisiologico o evolutivo allo stress termico. Questo adattamento, e la conseguente produzione di fenotipi più resistenti, consente una risposta più rapida ed efficiente dell'organismo ad una successiva fase di esposizione allo stress termico. Obiettivo dell’azione è testare il ruolo potenziale e gli aggiustamenti adattativi degli osmoliti che intervengono nella termo-protezione dei mitili del Mar Piccolo di Taranto, comparando i risultati tra individui di “controllo” e individui sottoposti a heat-hardening, ed ottenere, in tal modo, organismi più resistenti e resilienti alle ondate di calore da utilizzare quale stock di partenza per l’allevamento della cozza tarantina.

Azione 1b - Sperimentazione in vitro dello stress indotto dalla carenza di ossigeno sugli individui Mytilus galloprovincialis raccolti nel Mar Piccolo e Mar Grande di Taranto

Referente: Antonietta Specchiulli

L’aumento della temperatura e l’ipossia costiera, aggravati da eutrofizzazione e cambiamenti climatici, generano stress energetico nei mitili, compromettendone le funzioni vitali. Nei contesti marini impattati da attività antropiche, gli effetti combinati di più fattori di stress richiedono analisi integrate per una valutazione ecologica accurata. I biomarcatori, in particolare quelli dello stress ossidativo, sono strumenti chiave per monitorare le risposte biologiche sub-letali negli organismi acquatici. La misurazione di antiossidanti come GST, SOD, CAT e GSH consente di identificare precocemente lo stress ambientale e l’impatto degli inquinanti.

Saranno raccolti 200 mitili (giovanili e commerciali) dal Mar Piccolo di Taranto e sottoposti a test sperimentali in laboratorio prima della stagione critica. Gli organismi saranno esposti a condizioni di digiuno o alimentazione, con diversi livelli di ossigeno, per periodi variabili fino a 28 giorni. Si analizzeranno crescita, emissione di cataboliti e tassi di inalazione, confrontando i risultati con una popolazione di controllo.

Azione 2 - Coltivazione di biomassa algale nei Mari di Taranto con esperimenti in laboratorio e in campo

Referenti: Roberto Carlucci, Antonella Petrocelli

L’acquacoltura multitrofica integrata (IMTA) rappresenta, ad oggi, il sistema più sostenibile, da un punto di vista ambientale ed economico, per l’allevamento di organismi in mare finalizzato allo sfruttamento commerciale degli stessi. La produzione di molluschi bivalvi ed alghe richiede un fabbisogno energetico bilanciato, nessun cibo aggiuntivo e produce emissioni minime di gas serra. Inoltre, può migliorare la qualità dell'acqua e fornire nuovi substrati per aumentare la biodiversità locale, contribuendo a mantenere così un ecosistema più sano.

Nel Mar Piccolo, la presenza di un’attività di mitilicoltura storicamente strutturata e ben sviluppata, unitamente ad esperienze pregresse di IMTA nell’ambito di progetti finanziati con fondi nazionali ed europei, offre la possibilità di avviare una sperimentazione di co-produzione mitili-alghe, al fine di determinare il potenziale per la produzione di biomassa algale. Nello specifico si testerà la produzione in biomassa di un’alga verde, Cladophora prolifera, che forma ricchi popolamenti bentopleustofitici in entrambi i seni del bacino del Mar Piccolo, e il miglioramento della qualità delle acque in sistemi di mitilicoltura. Non ultimo, questa sperimentazione di co-produzione mitili-alghe permetterebbe, inoltre, di ricollocare le figure professionali dei mitilicoltori, che attraverso un percorso di formazione potrebbero incrementare (scaling-up) e adattare (re-scaling) le loro competenze professionali.

Per la realizzazione di questa azione sono previste:

• attività in laboratorio per verificare i tassi di crescita della specie in condizioni controllate in cui si variano i parametri sperimentali di differenti variabili ambientali quali, temperatura, intensità luminosa, salinità, fotoperiodo e concentrazione di nutrienti;

• attività in campo per verificare la crescita della specie in condizioni naturali ed in presenza dei mitili. Saranno effettuate misurazioni della concentrazione dei nutrienti e della carica microbica nelle acque circostanti l’impianto sperimentale.

Azione 3 - Valutazione delle risposte biologiche dei mitili Mytilus galloprovincialis ai cambiamenti climatici in Puglia

Referente: Alessandra Spagnolo

Negli ultimi anni, gli allevatori in Italia, e più in generale in Mediterraneo, hanno osservato problemi relativi al contenuto di carne e alla durezza delle valve dei mitili, con conseguenze negative sulla qualità e sul valore di mercato, sia per mitili allevati in mare aperto, sia per gli esemplari selvatici raccolti da substrati duri naturali e artificiali. Scopo di questa azione è valutare le possibili differenze in termini di performance di crescita tra gli esemplari provenienti da diverse aree di allevamento nel Mar Piccolo di Taranto e validare i vari stadi del processo di gametogenesi tramite analisi istologiche.

Azione 4 - Resilienza del Reclutamento naturale

Referente: Giovanni Fanelli

Nel 2024, un’ondata di calore marina ha colpito i mari di Taranto, provocando un’elevata mortalità nei mitili, sia adulti che giovani, con conseguenze gravi per il settore della mitilicoltura. L’Azione 4 si propone di comprendere i meccanismi attraverso cui i mitili riescono a resistere e rigenerarsi dopo eventi estremi, analizzando i fattori ambientali che influenzano il loro reclutamento e la crescita: temperatura, disponibilità di nutrienti, acidificazione delle acque e presenza di patogeni. L’obiettivo è duplice: da un lato, valutare la resilienza ecologica e produttiva dell’ecosistema marino; dall’altro, rafforzare la sostenibilità economica della mitilicoltura tarantina. Il raggiungimento di questo obiettivo finale richiederà l’attivazione di un sistema di monitoraggio continuo, che coinvolga ricercatori, istituzioni e operatori locali. Attraverso l’impiego di sensori e boe oceanografiche, sarà possibile raccogliere dati in tempo reale e sviluppare sistemi di allerta precoce contro le ondate di calore, sempre più frequenti nel Mediterraneo. Questo approccio collaborativo rappresenta una risorsa strategica per la tutela di un’attività storica e fondamentale per il territorio.

Task 2: Attività di ricerca nel campo della tutela ambientale con la produzione di mitili ed alghe e ottenere crediti di carbonio nel mare di Taranto

Referente: Carmine Massarelli

Il task 2 si articola in tre azioni principali. La prima analizza i profili giuridici ed economici dei crediti di carbonio per un mercato trasparente e sicuro. La seconda studia l'integrazione dei crediti di carbonio nella mitilicoltura a Taranto, con l'obiettivo di generare crediti misurabili tramite il sequestro di CO2 da parte di mitili e alghe. La terza azione, infine, analizza come lo stress ambientale (carenza di ossigeno) influenzi la capacità dei mitili di Taranto di sequestrare carbonio nei loro gusci.

Azione 1 - Profili giuridici ed economici della certificazione e vendita dei crediti di carbonio

Referenti: Nicola Fortunato, Maria Casola, Antonio Felice Uricchio

I crediti di carbonio sono strumenti finanziari per compensare le emissioni nocive, permettendo alle aziende di raggiungere obiettivi di sostenibilità e di contribuire agli obiettivi ambientali globali. Il loro valore di mercato manifesta un trend di elevata crescita, ancorché estremamente variabile. La ricerca si propone di studiare le normative e gli standard di qualità per questi crediti, con l'obiettivo di rendere il mercato volontario più trasparente, sicuro e di prevenire le frodi. Particolare attenzione sarà rivolta alla tracciabilità, alla certificazione e alla compatibilità della regolamentazione di settore con la legislazione vigente nazionale ed unionale. L'indagine valuterà anche come coinvolgere investitori privati e promuovere un mercato regolamentato e volontario basato su standard rigorosi, proponendo strumenti giuridici innovativi. I risultati attesi sono un contributo significativo alla più precisa regolamentazione del settore, con un impatto economico-finanziario positivo e un alto valore aggiunto.

Azione 2 - Mitilicoltura e sequestro del carbonio come strategia innovativa per la generazione di crediti di carbonio

Referenti: Carmine Massarelli, Emanuele Barca, Antonella Petrocelli, Roberta Wanda Capogrosso, Annamaria Ragonese, Ilaria Savino

L’azione 2 si propone di integrare il meccanismo di generazione dei crediti di carbonio nel settore della mitilicoltura a Taranto, come strategia per una maggiore sostenibilità ambientale. Attraverso lo studio e l'ottimizzazione della capacità di mitili e alghe di sequestrare CO2, questa azione mira a generare crediti di carbonio misurabili. Verranno utilizzate metodologie scientifiche avanzate, inclusi sensori in tempo reale e analisi statistiche complesse, per quantificare con precisione l'assorbimento di carbonio e dimostrare l'addizionalità del progetto rispetto alle pratiche tradizionali. L'iniziativa prevede anche l'implementazione di un sistema di certificazione basato su blockchain per garantire la trasparenza e l'integrità dei dati. I vantaggi includono la valorizzazione economica della mitilicoltura sostenibile, il miglioramento della biodiversità e della qualità delle acque locali, e la promozione di nuovi mercati per i crediti di carbonio.

Azione 3 - Analisi dei carbonati nei gusci degli individui di Mytilus galloprovincialis raccolti nel Mar Piccolo e Mar Grande di Taranto

Referenti: Antonietta Specchiulli, Tommaso Scirocco

I bivalvi, fin dalla fase larvale, sequestrano carbonio, azoto e fosforo nei tessuti e nei gusci, contribuendo come “carbon sink” attraverso la calcificazione. Il cambiamento climatico, con acidificazione e aumento della temperatura, altera la disponibilità di ioni carbonato, ostacolando la formazione dei gusci e rallentando la crescita. La determinazione della quantità di CaCO3 nei gusci di mitili M. galloprovincialis verrà effettuata su individui trattati nei test sperimentali di stress indotto da carenza di ossigeno (Task 1-Azione 1B), seguendo ciascuna condizione sperimentale. 
I gusci saranno, inoltre, analizzati tramite diffrattometria a raggi X per stimare la percentuale di aragonite, utile anche in ottica di economia circolare. La composizione elementare sarà studiata con microscopia elettronica (FESEM) per valutare il contenuto di carbonio, azoto e fosforo.