Anton Dohrn: il mare che bagna Napoli e il resto del mondo

C’è un po’ d’Italia e molto di Napoli nella definizione e approvazione del Trattato dell’Alto Mare, avvenuta a marzo scorso da parte dell’Onu. Quindici anni di discussioni sono stati necessari per mettere nero su bianco un complesso di articoli che si prefigge di tutelare e preservare gli ecosistemi e la biodiversità negli oceani e nelle acque internazionali. La Stazione Zoologica di Napoli (Szn) “Anton Dohrn” è stata coinvolta nei lavori preparatori, come spiegato in quei giorni alla stampa dal suo presidente Chris Bowler.

Il senso del trattato

L’importanza del Trattato è ora riassunta da Antonio Terlizzi, direttore del Dipartimento di Ecologia Marina Integrata (Emi) della Szn: “Le acque di cui parliamo rappresentano il 71% della superficie del globo, ma, se pensiamo a tutta la colonna d’acqua, più del 90% dello spazio colonizzabile dalla vita è costituito dal mare. È importante considerare questo enorme spazio, tutto quello che succede sulla terra dipende dal mare, pensiamo alle piogge, al clima, ai contenuti di CO2. E tutte le nostre attività terrestri si riflettono sul mare. Dobbiamo conoscere di più il mare, curare la biodiversità per introdurre gli interventi necessari, altrimenti otterremo un ambiente inidoneo alla vita anche sulla superficie terrestre”.

Il protocollo di Nagoya

“Lo sfruttamento delle acque costiere è regolato dal protocollo di Nagoya”, aggiunge Donatella de Pascale, a capo del dipartimento scientifico “Biotecnologie marine ecosostenibili” (BlueBio) della Stazione “Anton Dohrn”.  “Per fare un esempio: se si sfrutta una risorsa marina che contiene la ‘molecola del secolo’ nelle acque costiere di un Paese si devono dividere gli utili derivanti dalla commercializzazione con il Paese stesso da cui è stata prelevata la risorsa contenente la molecola. In questo modo si è limitata una sorta di pirateria: molti andavano in altri paesi, ad esempio africani, a depauperare le loro risorse biologiche. In acque internazionali questa attività non era mai stata regolamentata, bastava spostarsi al limite delle acque nazionali e internazionali. Ora mi auguro che il Trattato del mare consenta l’esplorazione regolamentata dei fondali marini in acque internazionali che ovviamente è direttamente proporzionale all’avanzamento tecnologico di un Paese. Deve esserci una regolamentazione e responsabilità degli Stati sull’utilizzo e l’esplorazione degli Oceani, il tutto finalizzato ad aumentare il benessere, non lo sfruttamento”.

Una storia gloriosa

Con centocinquanta anni di storia alle spalle, venti Premi Nobel che qui hanno condotto studi e lasciato traccia, rapporti internazionali coltivati fin dagli albori, la Stazione zoologica di Napoli “Anton Dohrn” è tuttora tra i primissimi istituti di ricerca al mondo dedicati alla biologia e all’ecologia marina. Si compone di cinque dipartimenti tutti coinvolti in un gran numero di progetti scientifici internazionali. In queste pagine ne tentiamo la sintesi.

Le ricerche sull’ecologia marina

Il Dipartimento di Ecologia marina integrata (Emi) raccoglie diverse competenze, dal molecolare agli ecosistemi, ed è la prima stazione zoologica di ecologia marina in Italia e la seconda in Europa. “Contiamo su diversi ricercatori italiani e stranieri e, negli ultimi anni, c’è stato un piano importante di rientro di cervelli. Il dipartimento è rappresentato in molte sedi territoriali non solo a Napoli ma anche a Genova, Fano, Roma, Palermo, Messina, in Calabria (Amendolara) e in Puglia (Torre Guaceto, Porto Cesareo)”, spiega ancora Antonio Terlizzi.

L’Emi si compone di quattro anime che interagiscono tra loro, strettamente connesse. La prima è l’ecologia della colonna d’acqua, plancton, fitoplancton ma anche pesci, tema affrontato con tecniche molecolari e morfologiche classiche. Un altro tema è la regolazione del benthos, cioè il fondale dalla superficie alle grandi profondità. La terza anima è relativa alla pesca e alla sua sostenibilità, la quarta si occupa di conservazione, bonifica e monitoraggio di più delle 33 aree marine protette in Italia.

“Sono tanti i progetti in cui siamo coinvolti, come il piano di dragaggio sostenibile del porto di Casamicciola a Ischia in conto terzi o piani di ricerca di alto livello con i fondi europei messi a disposizione da Horizon o Life.  Partecipiamo a un progetto coordinato dal Cnr, cioè il Centro Nazionale per la biodiversità (Cnb) di cui siamo partner grazie a un contributo importante di circa 9 milioni di euro. Il progetto si delinea in 8 spoke e Szn è coinvolta in due spoke, che riguardano l’ambiente marino, oltre che per la divulgazione delle attività svolte. In questo momento è il progetto più grande in cui siamo coinvolti. Siamo presenti anche nell’European Marine Biological Resource Centre.

“Si tratta di progetti approvati a livello internazionale, riconosciamo incentivi in busta paga, per i giovani e premi per i lavori pubblicati. La Stazione, sottolineo, negli ultimi anni ha fatto un piano importante di reclutamento di ricercatori”.

Biologia evoluzionistica: il meccanismo di base

Più centrato sulla ricerca di base è il dipartimento Biologia ed evoluzione degli organismi marini (Beom), diretto da Graziano Fiorito: “La missione è lo studio degli organismi marini nelle diverse forme, sviluppo, fisiologia, evoluzione e i relativi meccanismi biologici, incluse le capacità di adattamento ai diversi ambienti”, riferisce il direttore. Identificati cinque temi di ricerca.

“Il primo è la biologia evoluzionistica dello sviluppo, il cosiddetto Evo-Devo: ovviamente ci sono organismi più studiabili di altri dal punto di vista genico anche in chiave evolutiva, come il riccio di mare o la stella. Gli altri campi di ricerca riguardano il funzionamento della machinery cellulare e molecolare nell’ottica adattativa ed evolutiva; la risposta degli organismi agli stressori per l’equilibrio ambientale, compreso il riscaldamento globale; lo studio della diversità biologica sulla fisiologia, produzione di proteine e capacità di adattamento degli organismi marini (“evoluzione della diversità biologica”) che può portare alcuni organismi a sviluppare veleni come nel caso del mollusco Conus. Infine la fisiologia del comportamento, con il contributo delle neuroscienze, relativa ad esempio alla riproduzione”.

Ricerca sui vertebrati marini e divulgazione

Il Dipartimento Szn Conservazione Animali marini e Public Engagement (Cape) si snoda, invece, in un settore relativo alla ricerca per la conservazione e in un settore per la gestione delle strutture aperte al pubblico dove si svolge l’attività di comunicazione e outreach. Diretto da Claudia Gili, medico veterinario e per quasi trent’anni attiva nella Direzione scientifica dell’Acquario di Genova: dal 2019 lavora presso la Szn dove ha riaperto al pubblico l’Aquarium storico di Napoli e il nuovo Museo Darwin Dohrn, gestendo inoltre le attività di recupero e di ricerca presso il Turtle Point e Centro ricerche Grandi vertebrati marini.

“Oltre ad occuparci di conservazione delle tartarughe – spiega Gili – svolgiamo attività legate alla bioacustica nei i cetacei, non solo rivolta all’emissione di suoni da parte degli animali ma anche del disturbo antropico come motori delle imbarcazioni, scavi per recuperare materiali sottomarini, esercitazioni militari. Si tratta di una tematica molto ampia che include aspetti politici, economici e ambientali. Un gruppo di lavoro è dedicato ad approfondire cosa sta accadendo a livello di migrazione di specie, incluse quelle cosiddette invasive aliene, valutando direttamente alcune specie di invertebrati che nel tempo si sono spostate a causa dei cambiamenti climatici”. Tali tematiche sono legate alla conservazione delle specie in ambiente naturale”.

La decade degli oceani

“Il nostro dipartimento si occupa di divulgazione”, continua il direttore. “Di particolare importanza è la tematica riguardante la Decade degli oceani: le Nazioni Unite hanno dichiarato che il decennio 2020-2030 deve essere dedicato alla preservazione delle risorse marine, gestione della pesca, dell’inquinamento, dei traffici marini, dell’impatto acustico in mare aperto e della tutela dell’ambiente marino rispetto all’impatto antropico. Abbiamo acquisito due progetti finanziati dal Pnrr che ci consentiranno di valorizzare i temi di tutela della biodiversità marina e di infrastrutture di ricerca ed innovazione nel campo della comunicazione verso il grande pubblico, utilizzando strumenti diversi dai media tradizionali quali arti, sport, storia e metaverso. Le attività che svolgiamo in termini di Public outreach rappresentano una grande responsabilità di contaminazione culturale nei confronti dell’umanità il cui progresso dipende, necessariamente, da quello scientifico”.

Biomedica, nutraceutica e cosmoceutica

Il dipartimento scientifico Szn “Biotecnologie marine ecosostenibili” (BlueBio), diretto da Donatella De Pascale, conduce e promuove ricerche scientifiche riguardanti le possibili applicazioni dei prodotti naturali marini nei settori biomedico e ambientale.

“Il dipartimento – riferisce de Pascale – ha acquisito un anno fa la nuova sede, ai giardini del Molosiglio, in un edificio precedentemente occupato da una Asl. Questo è importante per la nostra identità di dipartimento scientifico. Ci occupiamo dello sfruttamento ecosostenibile delle risorse marine al fine di ottenere prodotti e composti utili alla salute dell’uomo e/ o allo sviluppo di servizi. Abbiamo tre aree di ricerca nel dipartimento che riguardano lo sfruttamento delle risorse marine in ambito biomedico, in ambito ambientale e nell’ambito deilo sviluppo di nuovi biomateriali”.

“Nel settore biomedico abbiamo sviluppato una drug discovery pipeline, ovvero una procedura di screening per l’isolamento di composti che abbiano attività di tipo antimicrobico, anti-cancro, antiossidante, antibiofilm, anti-micotico o per altre attività di interesse medico. Disponiamo di piattaforme ad hoc, come cellule di mammifero o batteri patogeni per individuare la presenza di attività delle risorse marine. Lavoriamo prevalentemente con batteri isolati dal mare e microalghe (diatomee, dinoflagellati) coltivabili. Abbiamo anche la possibilità di isolare composti per la cosmeceutica e la nutraceutica (es. functional food, vitamine, carotenoidi) e indurre le microalghe a produrre grandi quantità di un eventuale pigmento di interesse”.

Bioremediation ma non solo

In ambito ambientale il BlueBio è molto attivo sulla bioremediation dei contaminanti ambientali come nel caso del progetto Life SEDREMED finanziato dalla Commissione europea con circa 2 milioni di euro: si tratta di identificare una metodologia di bonifica dei sedimenti marini del sito di Bagnoli, a ovest di Napoli. “È un progetto internazionale con diversi partner, in Italia oltre a Szn partecipano Invitalia e l’Università Politecnica delle Marche.

Presenti due partner stranieri, medie imprese finlandese e belga, che si occupano di implementare due tecnologie: una basata sull’elettrochimica che rende biodisponibili i contaminanti marini e l’altra sulla cattura e la degradazione dei contaminanti attraverso specifici batteri. Obiettivo finale sviluppare un kit con le due tecnologie e un protocollo per la decontaminazione dei sedimenti marini di Bagnoli in situ, non come finora si è fatto tramite dragaggio.

A Bagnoli c’è stata per oltre trent’anni una contaminazione mista non solo dovuta all’industria siderurgica (Ilva), ma anche a un’industria di cemento, a un produttore di amianto e poi di pesticidi. Il progetto prevede la replicabilità della metodica in altri siti, in Italia ad esempio Marghera o Taranto”, osserva de Pascale.

La ricerca sui biomateriali

La terza linea di ricerca al BlueBio è focalizzata sui biomateriali, si lavora alla valorizzazione degli scarti soprattutto della filiera della pesca, ad esempio per ricavare collageno. “Durante una battuta di pesca il pesce edibile e vendibile rappresenta solo il 60% del pescato: il resto è rappresentato da pesci sottotaglia o indesiderati che non vengono comunque venduti, non sono pregiati o sconosciuti al consumatore. Attraverso il progetto europeo BlueCC coordinato da un istituto di ricerca norvegese, sviluppiamo in partnership protocolli per ottenere quantità di collageno marino superiori a quelle attualmente in produzione”, spiega de Pascale. “Il collageno marino rappresenterà in futuro l’unica fonte di collageno.

Il prodotto di origine bovina è stato bandito per il consumo umano e, in futuro, l’unica fonte sarà quello marino. I nostri protocolli permettono l’estrazione di collageno da pelle di pesce, meduse o stelle marine in maniera green e biosostenibile, con un minore utilizzo di solventi organici. Abbiamo già ottenuto ottimi risultati. Il goal ultimo del progetto è lo sviluppo di un prodotto, probabilmente uno yogurt addizionato con collageno marino, da usare in nutraceutica, cosmeceutica o per l’alimentazione”.

Infrastrutture su bagnato e asciutto

Il dipartimento Infrastrutture di ricerca per le risorse biologiche marine (RIMAR) si occupa di ricerca di base e di supporto ai ricercatori, interni a Szn o esterni, italiani e stranieri. “Nel golfo di Napoli abbiamo un laboratorio a cielo aperto con vari hotspot che attrae ricercatori provenienti da tutto il mondo”, spiega Fabio Conversano che dirige il dipartimento.

“Le nostre attività si svolgono sia in ambiente “bagnato”, sia “asciutto”. Quest’ultima attività si basa sul centro sequenziamento e analisi molecolari; sulla tassonomia dello zoo-fitoplancton e del benthos con ricercatori e tecnici esperti che lavorano su protocolli di riconoscimento internazionali; sulla unità di informatica, analisi computazionale e data management in ottica bioinformatica fornendo supporto per la parte di storage, di calcolo e per il data management; infine disponiamo di microscopia avanzata, ottica e elettronica.

Per quanto riguarda, invece, la sezione “bagnata” ci occupiamo della gestione a mare di tutto ciò che riguarda l’oceanografia, anche la gestione delle imbarcazioni che abbiamo in dotazione o la manutenzione delle strutture fisse a mare, ad esempio boe che ci assicurano il prelievo di dati in tempo reale. All’interno della sede di Portici abbiamo creato un laboratorio per la parte meccanica ed elettronica con la realizzazione di un Rov, cioè un veicolo filoguidato che può andare in profondità.

Partecipa a una spedizione in Antartide ed è stato utilizzato da un gruppo di ricerca neozelandese nel Mare di Ros”. Tra le commesse in conto terzi, pubbliche e private da ricordare il progetto del porto di Salerno dove sono stati fatti lavori di escavo mobilitando i sedimenti per consentire l’entrata di navi di maggior pescaggio. Szn ha verificato l’impatto di tali operazioni sull’ambiente marino così come per il monitoraggio dell’elettrificazione dell’isola di Capri, seguendo la messa in opera dei cavi.

Anche Cechov racconta Dohrn

“No… fratello… no! Io ho incontrato uno studioso a bordo di un piroscafo e ho sentito dire che il Mar Nero è povero di fauna, perché nelle sue profondità, in seguito all’abbondanza dell’idrogeno solforoso, ogni vita organica è impossibile. Infatti tutti i professori di zoologia lavorano nelle stazioni biologiche di Napoli o di Villefranche, ma Von Koren è ostinato ed è venuto qui, perché nessuno degli studiosi si dedica al Mar Nero.

Egli ha rotto le sue relazioni con l’Università, non vuol mantenere i rapporti con i compagni e conoscere gli altri studiosi, perché egli è prima di tutto un despota e poi uno zoologo”. Così si rivolge Ivan Andrejc Laevskij all’amico medico Samojlenko, a circa metà del nono capitolo del racconto “Il duello” scritto da Anton Cechov nel 1888 e pubblicato nel 1891.

Non si sa se il grande autore russo, medico a sua volta, conoscesse direttamente Anton Dohrn, biologo tedesco appassionato alle teorie evoluzionistiche di Charles Darwin e fondatore nel 1872 della Stazione zoologica di Napoli. Certo è che un anno prima Cechov fece un lungo viaggio in Italia, che un dottor Dorn (senza h) è anche protagonista del dramma in quattro atti “Il gabbiano” sempre scritto da Cechov e che la residenza napoletana di Anton Dohrn era continuamente frequentata da intellettuali russi, (come il giornalista Nikolaj Firsov) poiché russa era la sua consorte, Marija Egorovna Baranovskaja.

Innanzitutto però Cechov si muoveva nel clima scientifico e culturale europeo dominato dall’autore de “L’origine della specie” e non stupisce che si fosse ispirato a Napoli e all’esperienza di Dohrn. Costui ebbe l’idea di creare una rete di stazioni di ricerca biologica, analoghe alle stazioni ferroviarie, dove gli scienziati avrebbero potuto fermarsi, raccogliere il materiale, realizzare osservazioni ed esperimenti, prima di spostarsi alla stazione successiva.

Intendeva dare la possibilità agli scienziati di arrivare al mare e trovare un tavolo di lavoro già pronto, con un laboratorio, servizi, prodotti chimici, libri e le informazioni per trovare le specie, insieme a informazioni utili sulle condizioni locali del mare, dei fondali, delle coste.

Già all’epoca la Stazione era dotata dei migliori strumenti scientifici, come per esempio i microscopi della Zeiss. Dohrn, dopo aver tentato di realizzare il suo progetto a Messina, optò per Napoli, potendo anche raccordarsi con la sua storica università. L’acquario pubblico fu aperto nel 1874: è il più antico del XIX secolo ancora in attività e il solo esclusivamente dedicato alla fauna e flora del Mediterranea.

Nave, batiscafo e osservatorio Canyon Dohrn

“I finanziamenti italiani ci hanno consentito di allargare il parco strumentale e stiamo costruendo una nuova nave oceanografica con strumenti all’avanguardia, chiamata Dohrn, di 36 metri che dovrebbe essere varata a fine anno”, spiega Fabio Conversano, direttore del dipartimento RIMAR SZN.

“Lavorerà in primis nel golfo di Napoli ma la metteremo a disposizione dei colleghi di altri enti nazionali per la collaborazione scientifica. Grazie ai fondi Pnrr acquisiremo a breve anche un batiscafo per scendere a 1500 metri di profondità e altri strumenti che ci consentiranno di studiare il mare profondo, su scale molto più allargate. Si potrà fare attività multidisciplinare fino alla geologia o alla geofisica”.

“Ricordo infine l’osservatorio del Canyon Dohrn, tra Ischia e Capri, realizzato in collaborazione con l’infrastruttura europea EMSO (European Multidisciplinary Seafloor and water column Observatory) con un finanziamento di circa 700 mila euro. Il canyon è importantissimo dal punto di vista oceanografico per la biodiversità che ospita: negli ambienti profondi si studiano aspetti importanti che riguardano la vita del mare, dallo studio delle correnti alla presenza di corallo nero o rosso. Realizziamo una piattaforma a 250 metri di profondità collegata a una boa che alimenterà la struttura e porterà dati in tempo reale, a partire dal plancton e altre forme di vita presenti”.