L’acqua connette ecosistemi, società e salute, rendendo evidente l’interdipendenza tra ambiente, animali e persone secondo il paradigma One Health.
Il National Biodiversity Future Center studia gli ambienti acquatici come sistemi complessi in cui circolano nutrienti, contaminanti, microrganismi e segnali precoci di crisi. Nel Mediterraneo, laboratorio dei cambiamenti globali, il monitoraggio integra sensori, dati satellitari e DNA ambientale per osservare trasformazioni climatiche e biologiche. L’ecotossicologia analizza l’impatto di inquinanti, farmaci e plastiche, mentre lo studio di fiumi, laghi e reflui urbani consente di anticipare rischi ambientali e sanitari. La qualità dell’acqua emerge così come indicatore chiave della stabilità dei sistemi naturali e della salute globale.
L’acqua è il filo che tiene insieme la vita. Scorre nei fiumi, riempie laghi e falde, attraversa mari e oceani, entra nei cicli agricoli, sostiene le città, alimenta gli ecosistemi. Ma soprattutto collega tra loro dimensioni che per molto tempo sono state studiate separatamente: la salute delle persone, quella degli animali e l’equilibrio della natura. È proprio da questa idea che parte il lavoro di NBFC, che negli ambienti acquatici cerca le prove più evidenti di quanto il destino umano sia intrecciato a quello degli ecosistemi, perché al suo interno si muovono nutrienti, sostanze chimiche, frammenti genetici, batteri, virus, microplastiche e organismi viventi. L’acqua, in altre parole, trasporta vita ma può anche trasportare squilibri, contaminazioni e segnali precoci di crisi.
Alla base di questo lavoro c’è il paradigma “One Health”: la salute umana, quella animale e quella degli ecosistemi fanno parte dello stesso sistema. Quando uno di questi livelli si altera, gli effetti si propagano sugli altri. Se un ambiente acquatico si degrada, se aumentano gli inquinanti, se cambiano temperatura, acidità o contenuto di ossigeno, non cambia solo il paesaggio. Cambiano le condizioni di vita di pesci, uccelli acquatici, molluschi, cetacei, microrganismi. Cambiano la qualità delle acque, la sicurezza alimentare, la capacità di prevenire epidemie, la resilienza delle comunità umane.
Per questo la qualità dell’acqua è molto più di un indicatore ambientale. È una misura concreta dello stato di salute di un territorio.
Dove l’acqua perde qualità, spesso perde stabilità anche il sistema che da quell’acqua dipende: agricoltura, pesca, acquacoltura, biodiversità, salute pubblica. NBFC affronta questa complessità mettendo insieme competenze molto diverse: chimica, ecologia, biologia marina, microbiologia, genetica, monitoraggio satellitare, modellistica ambientale. I ricercatori non osservano più soltanto singoli organismi o singoli habitat, ma provano a leggere l’acqua come una matrice comune, un sistema in cui si riflettono problemi ambientali, trasformazioni climatiche e rischi sanitari. La tutela degli ambienti acquatici non è soltanto un obiettivo di conservazione. È anche una forma di prevenzione sanitaria, di pianificazione del territorio, di difesa delle risorse e di protezione delle comunità.
Il Mediterraneo come laboratorio dei cambiamenti globali
Una parte decisiva di questo lavoro si svolge nel Mediterraneo. La sede di Palermo di NBFC è uno dei punti di osservazione più importanti per capire che cosa sta accadendo nei mari italiani e, più in generale, in uno dei bacini più delicati del pianeta.
Il Mediterraneo è un mare di straordinaria ricchezza biologica, ma è anche uno spazio fragile. È quasi chiuso, riceve pressioni fortissime dalle attività umane, è attraversato da rotte commerciali intense ed è esposto in modo diretto agli effetti del cambiamento climatico. Per questo viene spesso considerato un laboratorio naturale in cui le trasformazioni globali si manifestano con particolare rapidità. L’aumento della temperatura dell’acqua, la maggiore concentrazione di anidride carbonica, l’arrivo di specie provenienti da altre aree geografiche, l’inquinamento costiero e le pressioni legate alle attività produttive stanno modificando gli equilibri marini. Alcuni organismi si spostano, altri riducono la propria presenza, altri ancora mostrano segnali di stress fisiologico. Per osservare questi fenomeni i ricercatori usano una rete di strumenti sempre più sofisticata. Non si tratta solo di ‘guardare’ il mare, ma di leggerlo in modo continuo: temperatura, salinità, ossigeno, acidità, composizione chimica, presenza di tracce biologiche. Tra le tecniche più innovative impiegate dal Centro c’è quella del DNA ambientale. Questo metodo consente di individuare mammiferi marini, pesci, invertebrati e microrganismi, e di capire se un ecosistema sta cambiando composizione nel tempo. È utile, per esempio, per intercettare l’arrivo di specie aliene, cioè organismi provenienti da altri mari che possono alterare gli equilibri locali. Ma è utile anche per rilevare, in anticipo, la presenza di fioriture algali problematiche o di segnali di degrado in habitat sensibili.
Contaminanti, farmaci, plastiche: quello che l’acqua trasporta
Se il cambiamento climatico modifica la struttura degli ecosistemi, l’inquinamento ne altera spesso il funzionamento più profondo. L’acqua è il principale veicolo di trasporto di molte sostanze prodotte dalle attività umane. Quello che viene immesso a monte, prima o poi, si muove, si diluisce, si accumula, si deposita, entra nei corpi viventi.
Qui entra in gioco l’ecotossicologia, la disciplina che studia gli effetti delle sostanze chimiche sugli organismi e sugli ecosistemi. Nei laboratori di NBFC vengono analizzate tracce di pesticidi, residui industriali, composti fluorurati, sostanze presenti nei prodotti di uso quotidiano, particelle plastiche e farmaci. Molte di queste molecole sono presenti in concentrazioni minime, ma proprio per questo servono tecniche molto sensibili per individuarle e capire se, nel tempo, possano produrre effetti biologici.
Gli studi sui cetacei del Mediterraneo mostrano che alcune molecole possono accumularsi nei tessuti e interferire con i sistemi di regolazione biologica, compresi quelli ormonali. In alcuni casi, i dati suggeriscono alterazioni nei processi di risposta allo stress e nella capacità di adattamento a condizioni ambientali che cambiano rapidamente. Non si tratta solo di tossicità immediata: spesso il problema è più sottile, più lento, ma non per questo meno rilevante.
Tra gli inquinanti emergenti ci sono i farmaci. Molti medicinali assunti dalle persone finiscono nelle acque reflue urbane. Gli impianti di depurazione non sempre riescono a eliminarli del tutto. Una parte dei principi attivi resta nell’acqua, passa nei corsi d’acqua o arriva fino al mare. Così antinfiammatori, antidepressivi, antibiotici e altri composti possono entrare nell’ambiente acquatico e venire assorbiti dagli organismi. Studi di laboratorio mostrano che alcune di queste sostanze, anche a basse concentrazioni, possono alterare crescita, sviluppo, metabolismo e risposta immunitaria in diverse specie.
In questo modo l’acqua diventa la via di circolazione di contaminanti che non restano confinati nel punto in cui vengono rilasciati, ma si muovono lungo l’intero sistema.
Fiumi, laghi, zone umide: la geografia interna dell’acqua
Il mare, però, è solo una parte della storia. Prima di arrivare in mare, l’acqua attraversa il territorio. Scorre nei torrenti di montagna, si raccoglie nei fiumi, deposita sedimenti, alimenta zone umide, filtra nelle falde, entra nei sistemi agricoli e urbani. NBFC monitora anche questa rete interna. I corsi d’acqua vengono osservati con sensori installati direttamente nel letto dei fiumi o lungo le sponde, capaci di misurare in continuo diversi parametri. A questi dati si aggiungono le osservazioni satellitari, che permettono di allargare lo sguardo e leggere l’evoluzione di interi bacini. Tra i parametri osservati ci sono la temperatura, la torbidità, la presenza di nutrienti e la riflettanza, cioè la quantità di luce riflessa dalla superficie dell’acqua. È un dato utile perché aiuta a capire se stanno cambiando il colore, la composizione o la quantità di materiale presente nell’acqua. Le immagini satellitari, lette insieme ai dati raccolti sul campo, permettono di individuare anomalie, fioriture algali, addensamenti di biomassa o effetti legati al riscaldamento.
Le fioriture algali sono uno dei segnali più tipici dello squilibrio.
Quando nelle acque si accumulano nutrienti, in particolare azoto e fosforo provenienti da fertilizzanti agricoli o scarichi, e quando le temperature aumentano, alcune alghe possono proliferare rapidamente. In superficie l’acqua cambia colore, ma il problema più serio riguarda spesso quello che accade sotto: il consumo di ossigeno può aumentare fino a creare condizioni di forte sofferenza per pesci e altri organismi. Anche i sedimenti parlano. Sul fondo dei fiumi, dei laghi e delle zone costiere si accumulano metalli pesanti, nutrienti, microplastiche, residui organici e comunità microbiche.
I microrganismi presenti nei sedimenti sono particolarmente utili perché reagiscono rapidamente ai cambiamenti chimici. Possono quindi diventare indicatori precoci di alterazioni ambientali. In alcuni casi, il loro comportamento aiuta i ricercatori a prevedere se un bacino stia andando verso una condizione di equilibrio o verso una situazione di crisi. I dati raccolti sui corsi d’acqua vengono poi usati anche per la modellistica idrologica. In pratica servono a costruire simulazioni e scenari che aiutano a prevedere come l’acqua si muoverà nel territorio in caso di piogge intense, siccità o modifiche del paesaggio. Questo ha ricadute importanti non solo per la biodiversità, ma anche per la riduzione del rischio idraulico, per la gestione delle piene e per la protezione delle falde.
Le acque reflue come archivio biologico delle città
Uno dei settori di ricerca più interessanti e più direttamente collegati alla salute pubblica riguarda le acque reflue, cioè le acque di scarico provenienti dalle città. A prima vista possono sembrare solo un rifiuto da smaltire. In realtà, per la ricerca, rappresentano una fonte preziosa di informazioni, perché contengono tracce biologiche delle popolazioni che le producono. Dentro questi flussi si trovano residui chimici, materiale genetico, batteri, virus e altri segnali che raccontano lo stato sanitario di una comunità. Leggere queste tracce significa costruire una forma di sorveglianza ambientale che può affiancare quella clinica. Durante la pandemia da Covid-19, questo tipo di monitoraggio è diventato noto anche fuori dai laboratori.
Analizzando le acque reflue, diversi gruppi di ricerca hanno potuto individuare la presenza del virus nelle città prima che l’aumento dei casi diventasse evidente nei reparti ospedalieri. Questo perché il materiale genetico del virus compare negli scarichi in anticipo rispetto alla piena emersione clinica dell’ondata epidemica. Gli scienziati cercano in particolare sequenze di RNA, il materiale genetico di molti virus. La sua presenza nei campioni raccolti nelle reti fognarie può offrire un segnale di allerta precoce. È qui che il paradigma One Health mostra con più chiarezza la sua utilità: lo studio dell’ambiente non è separato da quello delle popolazioni umane, ma contribuisce direttamente alla prevenzione.
Competenze e ricerca per la salute degli ecosistemi acquatici
Un sistema così complesso richiede anche nuove competenze. Non basta avere buoni laboratori o tecnologie avanzate: servono persone capaci di usare questi strumenti, di leggere i dati, di lavorare tra discipline diverse.
NBFC collabora con università e centri di ricerca per formare specialisti in monitoraggio ambientale, genetica applicata agli ecosistemi, ecotossicologia, gestione sostenibile delle risorse idriche, osservazione dei fondali, ripristino ecologico e acquacoltura. L’acquacoltura è un altro settore importante. Rendere più sostenibili gli allevamenti ittici significa ridurre l’impatto sugli ambienti acquatici, limitare l’uso di farmaci, migliorare la gestione dei nutrienti e integrare sistemi che riducano gli scarti. In questo campo, la ricerca può offrire soluzioni concrete, sia per l’ambiente sia per le filiere produttive.Tutti questi strumenti — sensori, campionamenti, analisi genetiche, immagini satellitari, modelli matematici, monitoraggi microbiologici — hanno un obiettivo comune: individuare i segnali di squilibrio prima che diventino crisi.
Il concetto di Planetary Health, cioè la salute del pianeta come base della salute umana, sintetizza bene il senso di questo lavoro. Non esiste una salute umana separata da quella dei sistemi naturali da cui dipende. Se l’acqua perde qualità, se gli ecosistemi acquatici si degradano, se la biodiversità si riduce e i contaminanti aumentano, anche il margine di sicurezza delle società si restringe.
La qualità delle acque influisce sull’agricoltura, sulla pesca, sull’acquacoltura, sull’approvvigionamento alimentare, sulla tenuta dei territori, sulla capacità di prevenire malattie. Per questo proteggere fiumi, laghi, zone umide e mari, significa proteggere anche economia, sicurezza sanitaria e coesione sociale. La rinascita degli ecosistemi acquatici non è quindi soltanto una questione di tutela del paesaggio. È una condizione necessaria per garantire acqua sicura, cibo di qualità, territori più resilienti e strumenti più efficaci per la prevenzione delle crisi. In questo senso l’acqua è molto più di una risorsa. È un archivio di informazioni, un sensore ambientale, un veicolo di connessione e, allo stesso tempo, un indicatore della salute del pianeta. Leggerla bene significa capire meglio dove sta andando il nostro rapporto con la natura. E significa anche riconoscere un fatto che la scienza sta mostrando con sempre maggiore chiarezza: la salute dell’acqua, in fondo, coincide con la salute globale.
