L'ambiente al primo posto

ROMA – focus/ aise – Se le api scomparissero, il mondo cambierebbe volto. I prati si farebbero più silenziosi, i frutteti meno generosi, le tavole più povere. Non è un’immagine retorica, ma un dato scientifico: le api e gli altri impollinatori garantiscono la riproduzione di una parte fondamentale delle piante selvatiche e coltivate, sostenendo biodiversità, agricoltura e sicurezza alimentare. Eppure, oggi le api sono sempre più esposte a una combinazione di stress ambientali che ne minacciano salute e sopravvivenza. Il cambiamento climatico altera temperature e stagioni, modifica la disponibilità di fiori e risorse, intensifica eventi estremi. A questo si aggiungono pesticidi, patogeni, perdita di habitat. Un insieme di pressioni che incide non solo sul corpo delle api, ma anche sulle loro capacità cognitive.
Da questa consapevolezza nasce il progetto di ricerca promosso dal Centro interdipartimentale Mente e Cervello (Cimec) dell’Università di Trento e realizzato anche con il sostegno della Fondazione Cassa Rurale di Trento. Il lavoro sarà presentato al pubblico durante la serata dal titolo “IBC – Impollinatori, biodiversità e cambiamento. Grazie alle api assicuriamoci il futuro”, in programma domani, giovedì 19 febbraio, alle ore 18, nella sala Nones di Palazzo Benvenuti a Trento.
Lo studio
Le api non sono semplici insetti: possiedono sofisticate capacità di orientamento, memoria e apprendimento. Sanno calcolare distanze, riconoscere punti di riferimento, comunicare alle compagne la posizione delle fonti di cibo. Tutte queste abilità sono fondamentali per la sopravvivenza dell’alveare; ma cosa accade quando le condizioni ambientali cambiano rapidamente?
La ricerca si propone di esplorare, attraverso misure fisiologiche e neuroimaging, come i cambiamenti ambientali influenzino il comportamento dell’ape da miele e in che modo fattori di stress ambientali quali temperatura, umidità, virus, pesticidi e inquinamento elettromagnetico possano incidere sulla navigazione, sulla memoria e sulle funzioni cognitive di questo insetto.
Verso un’apicoltura più resiliente
I risultati del progetto contribuiranno allo sviluppo di tecnologie e strategie innovative per rendere l’apicoltura più resiliente ai cambiamenti climatici. Non si tratta soltanto di proteggere un insetto prezioso, ma di preservare un equilibrio ecologico che sostiene intere filiere alimentari e la ricchezza dei nostri territori.
“Tutta la comunità può beneficiare di questo lavoro, perché l’ape da miele è un importante impollinatore del nostro ecosistema e l’idea è anche quella di aiutare l’agricoltura a essere più resiliente tramite interventi che permetterebbero alle api di poter vivere in modo migliore in questo mondo in costante cambiamento”, spiega la direttrice dell’Invertebrate Neuroscience group del Cimec, Elisa Frasnelli, co-responsabile del progetto insieme ad Albrecht Haase, direttore del Neurophysics group, sempre del Cimec.
Il programma della serata
Ad aprire l’incontro sarà la presidente della Fondazione Cassa Rurale di Trento, Debora Cont. A seguire, l’intervento di Elisa Frasnelli che introdurrà il progetto e il suo significato scientifico e ambientale. Davide Liga, dottorando della Scuola di Dottorato in Cognitive and Brain Sciences, presenterà lo sviluppo della ricerca e i primi risultati preliminari. A chiudere la parte scientifica sarà Albrecht Haase, con uno sguardo alle prospettive future e alle applicazioni tecnologiche che potranno nascere da questo lavoro.
La serata si concluderà con una dimostrazione pratica e uno spazio aperto alle domande del pubblico.
È possibile controllare con precisione il movimento di particelle e oggetti microscopici in ambienti liquidi? Rispondere a questa domanda è una delle sfide centrali della microfluidica, la disciplina che studia il comportamento dei fluidi su scala micrometrica, con applicazioni fondamentali in ambito biomedicale, diagnostico e di laboratorio.
Un nuovo studio pubblicato su Nature Communications, frutto della collaborazione tra il Politecnico di Torino, la Norwegian University of Science and Technology (NTNU), l’Università di Göteborg e l’Università di Münster, ha dimostrato che sì, è possibile controllare con precisione i movimenti delle particelle su una superficie liquida, e per farlo si può utilizzare esclusivamente la luce, senza dover ricorrere alla fabbricazione di canali fisici o all’applicazione di pressione idrodinamica per generare i flussi.
Dal punto di vista applicativo, spiega il Politecnico, questa scoperta potrebbe avere un impatto significativo. In futuro, la tecnica potrebbe essere utilizzata, ad esempio, per trasportare e posizionare cellule, batteri o micro-particelle in test diagnostici; per miscelare o separare sostanze in laboratorio su chip senza pompe o valvole; per assemblare strutture microscopiche in modo controllato; per semplificare dispositivi biomedicali e di ricerca, riducendo dimensioni, costi e complessità dei sistemi microfluidici tradizionali.
L’approccio introdotto dagli autori della ricerca – chiarisce l’ateneo torinese – si discosta radicalmente dai metodi tradizionali impiegati oggi nella microfluidica: l’idea innovativa sta infatti nel “disegnare” dei canali di flusso su una superficie liquida direttamente al microscopio, utilizzando la luce come unico strumento di lavoro. Nello specifico, il fenomeno si basa sull’impiego di minuscole particelle sospese nel liquido – particelle colloidali – realizzate con speciali materiali polimerici fotoattivi (azopolimeri). Quando illuminate, queste particelle modificano la propria forma e mettono in movimento il fluido circostante, generando flussi controllabili. In questo modo, sia le particelle stesse sia oggetti passivi – come microparticelle, cellule e batteri – possono essere trasportati lungo percorsi controllati, senza bisogno di strutture microfabbricate come pompe o valvole, che spesso limitano la flessibilità degli esperimenti e aumentano costi e ingombri nei laboratori.
L’elemento distintivo della scoperta – evidenzia il Politecnico – è il controllo preciso della direzione del flusso, ottenuto non solo modulando la forma del fascio luminoso, ma anche una proprietà fondamentale della luce: la polarizzazione, che determina la direzione di oscillazione del campo elettrico dell’onda luminosa. È proprio questa caratteristica a rendere possibile la creazione di flussi intrinsecamente direzionali, distinguendo il metodo da altre tecniche di manipolazione ottica.
Un ulteriore vantaggio del nuovo approccio è l’integrazione naturale con i sistemi ottici: poiché molti esperimenti e analisi avvengono già al microscopio, il controllo dei flussi tramite luce può essere integrato direttamente nello stesso strumento, evitando così l’uso di apparati fluidici separati e spesso ingombranti.
La ricerca è il risultato di quasi tre anni di lavoro interdisciplinare e nasce da una collaborazione avviata nell’ambito della Geilo School, storica scuola internazionale di fisica della materia condensata. Quello che era iniziato come uno studio esplorativo guidato dalla curiosità scientifica ha portato a una scoperta inattesa, aprendo nuove linee di ricerca nei campi della soft matter, della scienza dei colloidi e dell’optofluidica, con potenziali ricadute tecnologiche e biomedicali.
“Questo lavoro rappresenta un bell’esempio di serendipity nella ricerca”, commenta Emiliano Descrovi, docente presso il Dipartimento Scienza Applicata e Tecnologia-DISAT e tra gli autori dello studio. “La nostra intenzione iniziale era di studiare le foto-deformazioni di singole particelle di azopolimero, disperse sulla superficie di liquido. (S)fortunatamente, si è rivelato molto difficile isolare individualmente le particelle, e ci siamo trovati ad illuminare con il laser, sotto il microscopio, molte particelle contemporaneamente. Ci siamo quindi accorti che in certe condizioni di densità di particelle, un moto collettivo andava ad instaurarsi, generando così un flusso la cui direzione veniva controllata dalla polarizzazione della luce. L’effetto è stato molto sorprendente perché mai osservato prima e ci ha indotto ad abbandonare il nostro piano iniziale, per comprenderne più profondamente i meccanismi. In futuro vorremo applicare questo nuovo sistema di trasporto di fluidi in ambito biologico, in sinergia con altri sistemi noti come le pinzette ottiche”. (focus\aise)