GIRLANDA M. - MIUR - PRIN 2017 - Linea - A - Mediterranean orchids as a model system to quantify intrinsic and extrinsic factors influencing distribution and conservation-oriented restoration

In un’epoca di riduzione globale della biodiversità a causa del crescente impatto antropico sugli ambienti naturali, lo sviluppo di strategie efficaci per la sua conservazione rappresenta una sfida fondamentale per la società. Tuttavia, lo sviluppo di appropriate strategie di conservazione e ripristino al fine di gestire e prevenire future perdite di specie richiede una profonda comprensione dei complessi meccanismi che sono alla base della distribuzione della biodiversità. Ad esempio, il successo della conservazione delle piante richiede la comprensione dei fattori che determinano la loro nicchia attuale e potenziale e i limiti di distribuzione, in particolare: i) le condizioni ambientali in cui gli individui di una data specie possono trovarsi, e ii) i fattori intrinseci (es. genetici) ed estrinseci (es. clima, interazioni con mutualisti e antagonisti) che ne influenzano le prestazioni durante il ciclo di vita e il loro nella colonizzazione di nuovi habitat. Un gruppo di piante particolarmente a rischio è rappresentato dalla famiglia delle orchidee, i cui membri sono tutti protetti ai sensi dell’appendice II della CITES. Le praterie ricche in orchidee sono attualmente tra le comunità vegetali più minacciate in Europa perché la crescente influenza umana sull'ambiente ha portato a una rapida diminuzione dell'abbondanza delle popolazioni di orchidee negli ultimi 50 anni. Quasi tutti i paesi in Europa elencano alcune orchidee come a rischio di estinzione ed è ora urgente intraprendere azioni migliorative per queste specie in declino. La conservazione delle orchidee è quindi una priorità, ma richiede approcci specifici che rispettino la peculiare biologia di queste piante. Le orchidee, più di altre piante, dipendono obbligatoriamente dalle interazioni mutualistiche con altri organismi per completare con successo il loro ciclo di vita. Esse richiedono impollinatori animali per produrre i semi perché spesso soffrono di carenza di polline. Inoltre, i loro semi mancano di risorse nutritive e quindi richiedono particolari funghi micorrizici del suolo affinché i nuovi individui possano ottenere nutrienti e prosperare. Di conseguenza, si ritiene che la disponibilità di impollinatori e funghi micorrizici influenzi la distribuzione spaziale, la struttura genetica e il flusso genico nelle popolazioni di orchidee. Obiettivo del progetto è far luce su fattori chiave che possono influenzare la distribuzione delle orchidee e il successo riproduttivo sia nelle popolazioni naturali sia in quelle reintrodotte di due specie di orchidee mediterranee che differiscono nel loro livello di specificità nei confronti dei mutualisti. In particolare, il progetto mira a quantificare l'influenza relativa di fattori intrinseci (cioè genetici) ed estrinseci (cioè mutualisti, clima) su: i) la distribuzione delle popolazioni di orchidee native e ii) il tasso di successo degli individui germinati in vitro e reintrodotti in situ per il rinforzo delle popolazioni di orchidee in declino e per l'introduzione in nuovi habitat. A tal fine, combineremo indagini molecolari sul biota del suolo, genomica di popolazione, biologia dell'impollinazione e sviluppo di modelli di nicchia ambientale, al fine di identificare i fattori che determinano il successo delle popolazioni di orchidee sia native sia reintrodotte. Poiché si stima che il costo globale della conservazione della biodiversità sia di circa 76 miliardi di dollari all'anno (McCarthy et al., 2012), dobbiamo sviluppare modi efficienti per ripristinare la biodiversità. Adottando un approccio interdisciplinare, questo progetto: (i) fornirà una prova di principio di come può funzionare il ripristino orientato alla conservazione e (ii) migliorerà la nostra comprensione sulla conservazione della flora italiana fornendo una solida cornice concettuale per prevedere come i mutualisti influiscano sulla distribuzione delle piante in ambienti in via di cambiamento. Poiché le or