INDICE:
1.Introduzione……………………………………………………………… pag. 2
2.Adattamenti alla vita edafica………………………………... pag. 4
3.Spiegazione QBS ed EMI……………………………………….. pag. 6
4.Materiali……………………………………………………………………….pag. 8
5.Metodi…………………………………………………………………………..pag. 9
6.Conclusioni……………………………………………………………………pag. 15
7.Considerazioni………………………………………………………….... pag. 17
8.Biblioigrafia e sitografia……………………………………….… pag. 19
ALLEGATO 1………………………………………………………………….. pag 20
ALLEGATO 2…………………………………………………………………. pag. 22
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“La valutazione della qualità del suolo è
considerato il principale indicatore della
gestione sostenibile del territorio” (Karlen)
“Il suolo è lo specchio del metabolismo dell’ecosistema” (Daylis).
1.Introduzione
Il tema del convegno di ScienzAFirenze di quest’anno è “Micro e Macro: due approcci
alla varietà dei fenomeni naturali”.
È strabiliante in quanti fenomeni abbiamo riscontrato il possibile legame tra i due
mondi così apparentemente lontani del Micro e del Macro, a partire da noi stessi.
L’uomo, per esempio, può essere considerato come un insieme di miliardi di cellule
microscopiche, ma anche come un singolo organismo le cui attività sono in grado di
modificare l'intero Sistema Terra.
Dopo una lunga riflessione su quale fenomeno naturale avesse potuto dimostrare al
meglio lo stretto rapporto tra Micro e Macro, abbiamo optato per la pedologia, ovvero
lo studio del terreno, andando a ricercare ed analizzare la pedofauna come indicatore
della qualità del suolo.
Il tema ci ha affascinato anche perchè il biota edafico è ancora poco noto, a dispetto
della sua importanza ecologica. Infatti, benchè gli studi sulla biodiversità a livello
mondiale abbiano evidenziato la carenza di lavori sugli organismi edafici, esistono al
momento pochi ricercatori con esperienza sulla tassonomia o l’ecologia del suolo.
Inoltre, lo studio della qualità del suolo, è un argomento di grande attualità visto
l'incremento delle contaminazioni ambientali ad opera anche di organizzazioni criminali
che fanno affari attraverso lo smaltimento illecito dei rifiuti.
Per pedofauna si indicano tutti gli organismi che vivono in un suolo. Esso rappresenta
uno degli ecosistemi caratterizzato da maggiore biodiversità e ricchezza di esseri
viventi : 1 g di terreno può contenere centinaia di migliaia di esseri viventi.
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Il suolo è la parte più superficiale della crosta terrestre, risultato dell’azione degli
agenti atmosferici e di processi chimico-fisici ad opera di esseri viventi.
Esso è suddiviso in quattro orizzonti, la parte inferiore, chiamata orizzonte C, è la
roccia madre. A salire troviamo l’orizzonte B, spesso circa 30 cm, contenente metalli
portati dall’acqua e privo di sostanze organiche eccetto le radici. Poi troviamo
l’orizzonte A spesso 10 cm, che contiene composti organici minori; infine l'orizzonte
più superficiale, spesso 2 cm, è costituito da humus.
Il suolo costituisce un’importante risorsa ambientale in quanto in esso si svolgono
processi fondamentali per il riciclo della materia e quindi per la produttività degli
ecosistemi stessi, perciò
la conservazione della qualità del suolo deve essere
considerata un obiettivo primario nella pianificazione ambientale.
Per qualità del suolo si intende la capacità di esso di interagire con l’ecosistema per
sostenere la produttività biologica, mantenere la qualità ambientale e promuovere la
salute delle piante e degli animali, compreso l’uomo.
Purtroppo la qualità di un suolo non è misurabile direttamente, ma può essere ricavata
attraverso la stima di diversi indicatori, ovvero di parametri che siano in relazione con
la struttura e con il funzionamento del suolo.
Dal momento che in esso si svolge l’importante processo di decomposizione della
sostanza organica morta, che viene effettuato principalmente dalla pedofauna,
informazioni utili sulla qualità del suolo possono essere fornite dal grado di sviluppo e
di attività di questa sua componente.
D’altra parte affinché sia garantito il funzionamento del suolo è necessario che questo
sia dotato di una buona disponibilità di acqua e aria, una consistente riserva di
sostanza organica, un’elevata quantità di nutrienti e una ridotta contaminazione da
sostanze inquinanti, quali metalli pesanti (che inibiscono l’attività degli organismi
edafici).
La qualità del suolo può essere facilmente alterata dalle attività antropiche, in primo
luogo dall’agricoltura, ma anche dall’attività industriale, dal traffico autoveicolare e
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dal deposito di rifiuti che possono rilasciare sostanze tossiche.
Nel nostro lavoro siamo andati a ricercare i microartropodi: artropodi di dimensioni
inferiori a 2 mm. Questi organismi sono ben identificabili, in quanto presentano
specifici adattamenti per sopravvivere meglio nel suolo.
Dopodiché, attraverso il calcolo dell'indice QBS-ar (a cui si rimanda nel rispettivo
paragrafo), abbiamo stimato la qualità di due differenti tipi di suolo, uno forestale e
l'altro raccolto in ambito urbano, a Firenze, nei pressi dell'Arno.
Di seguito si riportano i principali adattamenti alla vita edafica.
2.ADATTAMENTI ALLA VITA EDAFICA
Tutti gli insetti e i microartropodi che vivono nel suolo presentano delle
caratteristiche particolari, infatti essi hanno dovuto adattarsi al suolo e al suo
ecosistema. Alcuni di questi adattamenti sono:
·Anoftalmia (perdita degli occhi)
·Depigmentazione (perdita dei pigmenti colorati)
·Perdita di tegumenti ispessiti
·Riduzione delle appendici
·Riduzione delle fanere (appendici dell'esoscheletro)
·Allungamento e appiattimento del corpo
·Miniaturizzazione
Maggiore è il grado di adattamento dei microartropodi al suolo e minore è la loro
capacità di sopravvivere in condizioni non edafiche. La presenza/assenza degli
organismi più adattati diventa un buon indicatore del livello di qualità del suolo.
A tal proposito, la pedofauna svolge molteplici funzioni utili a mantenere in equilibrio
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l'ecosistema del suolo:
·Demolizione della sostanza organica
·Traslocazione della sostanza organica
·Controllo e dispersione della microflora
·Predazione di micro e mesofauna
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3.INDICE QBS-ar e EMI
Negli anni novanta, il professore Vittorio Parisi dell'università di Parma ha ideato
l'indice
QBS-ar (Indice di Qualità Biologica del Suolo-Microartropodi) e l' EMI
( Indice Ecomorfologico) al fine di valutare la qualità del suolo sulla base dei gruppi
sistematici di microartropodi riscontrati al suo interno.
Come si evince dalla figura sotto, ad ogni gruppo è attribuito un punteggio che può
variare da un minimo di 1 ad un massimo di 20. Questo valore è chiamato EMI.
L'attribuzione dell' EMI si basa sul livello di adattamento dei microartopodi alla vita
edafica.
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Il calcolo del QBS-ar avviene sommando gli EMI dei gruppi sistematici. Nel caso in cui
in un campione siano presenti forme appartenenti allo stesso gruppo sistematico, ma
con diversi livelli di adattamento alla vita del suolo, il punteggio assegnato sarà il
valore massimo di EMI trovato.
Lo scopo principale quindi è l'individuazione della forma biologica meglio adattata alla
vita edafica, in quanto sarà indicatore di una maggiore qualità del suolo. Nelle forme
perfettamente adattate a questa vita, alle quali si attribuisce il punteggio EMI più
alto,si
riscontrano
caratteri
morfologici
quali
le
piccole
dimensioni,
la
depigmentazione, l'anolftalmia ( mancanza di occhi).
Sulla base del valore complessivo del QBS-ar si possono suddividere i vari tipi di suolo
in otto classi, caratterizzate da una crescente qualità ambientale. Nel calcolo della
classe di qualità, possono anche verificarsi situazioni intermedie. La definizione di
classe di qualità del suolo sulla base del QBS-ar è comunque ancora in fase di
definizione.
Dato che lo scopo principale di questo indice è la valutazione del maggior adattamento
possibile delle zoocenosi nell'area che si va ad analizzare, è sufficiente sapere che la
forma biologica in esame è presente, indipendentemente dalla densità della
popolazione.
L'applicazione del QBS-ar ha dato fino ad ora ottimi risultati in diversi campi per
valutare gli effetti di degradazione dovuti al calpestio; la buona riuscita dei ripristini
ambientali; la conduzione di alcune tipologie di colture come frumento, mais, bietola; il
livello di conservazione dei prati polifitici; ed infine gli effetti della contaminazione da
parte di alcune sostanze inquinanti.
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Tabella
indicante i
valori tipici
di QBS-ar a
seconda di
diverse
tipologie di
suolo.
4.MATERIALI
Sono riportati di seguito tutti i materiali che ci sono serviti per il prelievo e l’analisi
dei campioni:
- badile
- contenitori in plastica per il trasporto del campione in laboratorio.
- 5 imbuti Berlese , da noi realizzati, costituiti da:
- imbuto il cui diametro è tra i 18 e i 26 centimetri.
- vaglio: è una reticella di plastica con maglie di 2 millimetri che è stata incastrata
nell'imbuto per contenere il campione.
- contenitori in vetro per la raccolta dei microartropodi.
- lampade, abbiamo impiegato delle lampadine da 40 watt con portalampade.
- liquido conservante: soluzione di acqua distillata ad alcol etilico al 75%, non
denaturato
- stereoscopio, con ingrandimento da 10 a 40X.
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5.METODI
Campionamento
Abbiamo scelto un'area omogenea per copertura e caratteristiche del suolo, in cui
prelevare il campione in modo tale che fosse il più possibile rappresentativo dell'area,
evitando accuratamente microambienti particolari come punti troppo vicini agli alberi,
alle radici o ai sassi, oppure zone dove erano evidenti ristagni di acqua.
Abbiamo prelevato tre campioni indicati con la sigla RM1, RM2, RM3, in un Querceto a
350 metri di altitudine nei presso di Sesto Fiorentino(FI) e i restanti due nei pressi
del fiume Arno a Firenze indicati con le sigle RA1 e RA2.
Nell’ immagine: il gruppo dopo aver estratto i campioni nei pressi del fiume Arno a Firenze
Il prelievo è stato effettuato tramite un badile, raccogliendo campioni di dimensioni
10x10x10 centimetri. Per ogni località i campioni sono stati rilevati a 10 metri di
distanza l'uno dall'altro, secondo le modalità previste dal protocollo QBS-ar.
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Nell’ immagine: il prelievo del campione dell’Arno
Per il trasporto in laboratorio i campioni sono stati inseriti in un contenitore legato e
accuratamente etichettato. Affinché la fauna presente nel campione mantenesse la
sua naturale vitalità abbiamo cercato di evitare sbalzi di temperatura e la sua
disidratazione.
Scheda dei campioni
Su ognuno dei 5 campioni, indicati con le lettera RM e RA, abbiamo apposto le seguenti
schede.
RM1
- rilevatori: Ciuffi Eleonora, Balò Cosimo, Mancini Caterina, Masotti Olimpia, Allori
Federica, Anaclerio Nicola
- comune: Sesto fiorentino
- località: Montorsoli
10
- data: 5 dicembre dell'anno 2013
- ora del prelievo: 18:27
- presenza di lettiera: vi era uno strato di foglie
- condizioni meteorologiche: alta umidità e bassa temperatura.
RM2
- rilevatori: Ciuffi Eleonora, Balò Cosimo, Mancini Caterina, Masotti Olimpia, Allori
Federica, Anaclerio Nicola
- comune: Sesto fiorentino
- località: Montorsoli
- data: 5 dicembre dell'anno 2013
- ora del prelievo: 18:31
- presenza di lettiera: vi era uno strato di foglie
- condizioni meteorologiche: alta umidità e bassa temperatura.
RM3
- rilevatori: Ciuffi Eleonora, Balò Cosimo, Mancini Caterina, Masotti Olimpia, Allori
Federica, Anaclerio Nicola
- comune: Sesto fiorentino
- località: Montorsoli
- data: 5 dicembre dell'anno 2013
- ora del prelievo: 18:38
- presenza di lettiera: vi era uno strato di foglie
- condizioni meteorologiche: alta umidità e bassa temperatura.
RA1
- rilevatori: Ciuffi Eleonora, Balò Cosimo, Mancini Caterina, Masotti Olimpia, Allori
Federica, Anaclerio Nicola
- comune: Firenze
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- località: nei pressi del fiume Arno
- data: 6 dicembre dell'anno 2013
- ora del prelievo: 10:56
- presenza di lettiera: vi era uno strato di foglie e di erba
-condizioni
meteorologiche:
parzialmente
nuvoloso,
elevata
umidità
e
bassa
temperatura .
RA2
- rilevatori: Ciuffi Eleonora, Balò Cosimo, Mancini Caterina, Masotti Olimpia, Allori
Federica, Anaclerio Nicola
- comune: Firenze
- località: nei pressi del fiume Arno
- data: 6 dicembre dell'anno 2013
- ora del prelievo: 11:04
- presenza di lettiera: vi era uno strato di foglie e di erba
-condizioni
meteorologiche:
parzialmente
nuvoloso,
elevata
umidità
e
bassa
temperatura .
Estrazione tramite sistema Berlese
Si tratta di un metodo di estrazione dinamica, che sfrutta la reazione di fuga della
fauna del suolo dall'essiccamento provocato da una modesta sorgente di calore, quale
una lampadina. Quasi tutti gli organismi che vivono nel suolo, infatti, sono lucifughi e
prediligono ambienti umidi, perciò tenderanno ad allontanarsi dalla fonte di calore fino
a cadere, passando per le maglie del vaglio, nel contenitore posto sotto l'imbuto.
Procedura
Il campione del suolo è stato disposto al centro del setaccio. Sotto l'imbuto è stato
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messo un contenitore con volume di 100 cc di liquido conservante per la raccolta della
selettura (soluzione di alcool etilico al 75%).
La lampada sopra l'imbuto, ad una distanza di circa 30 centimetri, è stata tenuta
accesa giorno e notte per 10 giorni.
Il tempo di estrazione varia in funzione di numerosi fattori, come il tipo di suolo, lo
spessore del campione e l'umidità.
Al termine di tale periodo abbiamo sfilato il contenitore con la selettura facendo
molta attenzione a non far cadere ulteriore terreno dal setaccio.
Nell’immagine: Imbuto Berlese
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Nell’immagine: I componenti del gruppo davanti ai propri imbuti
Smistamento
Per uno dei campioni raccolti nel bosco, a causa della troppa terra caduta, abbiamo
dovuto filtrare il liquido conservante. Tutti i campioni raccolti sono stati travasati in
una capsula petri. Queste azioni sono state svolte con la massima attenzione per
evitare che rimanessero organismi sulle pareti del contenitore d'origine.
E' stato utilizzato un buon stereoscopio per la determinazione della fauna estratta,
avendo cura nel maneggiare gli animali in quanto ogni piccolo danneggiamento avrebbe
potuto compromettere l'identificazione.
Identificazione
Il riconoscimento sistematico della fauna invertebrata che vive nel suolo presenta
notevoli difficoltà poiché, oltre a richiedere competenze assai specializzate, ha
bisogno anche di strumentazione sofisticata.
Per noi è stato sufficiente l'utilizzo di alcune tabelle semplificate, che riportavano le
specie e i tipi di insetti che avevano un alta probabilità di essere presenti nei campioni
e l'aiuto del professore. Per il calcolo dell'EMI abbiamo invece usufruito di una
tabella riportata nel paragrafo tre.
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6.CONCLUSIONI
Di seguito si riportano le tabelle contenenti i dati derivanti dall'analisi dei
campionamenti.
TAB:1 Arno
RA1
RA2
Massimale
Gruppo
EMI
EMI
EMI
Proturi
20
20
Collembli
10
10
Coleotteri
5
5
Araneidi
5
5
Acari
20
20
Diplopodi
20
20
QBS-ar
80
Psocotteri
Dipluri
Coleotteri (larve)
Imenotteri
Ditteri (larve)
Pseudoscorpioni
Pauropodi
Sinfili
Chilopodi
15
TAB: 2 Querceto
Gruppo
RM1
RM2
RM3
Massimale
EMI
EMI
EMI
EMI
Proturi
Psocotteri
1
1
Dipluri
Collemboli
10
20
20
20
Araneidi
5
5
5
Acari
20
20
20
Coleotteri
Coleotteri (larve)
Imenotteri
Ditteri (larve)
Pseudoscorpioni
Diplopodi
Pauropodi
Sinfili
Chilopodi
QBS-ar
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NB: per il calcolo dell' EMI totale si considera il valore più alto riscontrato per ogni
ripetizione.
Come si deduce dalle tabelle, il QBS-ar dei campioni dell'Arno è risultato più alto di
quello del querceto. Si riporta in allegato una breve descrizione dei gruppi sistematici
riscontrati (Allegato 1 ) e le rispettive fotografie (Allegato 2)
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7.CONSIDERAZIONI
Il risultato che abbiamo ottenuto non ha rispettato le nostre aspettative. Secondo le
nostre conoscenze e i dati in bibliografia, i campioni prelevati dal bosco avrebbero
dovuto presentare un indice QBS-ar maggiore rispetto a quelli prelevati in prossimità
dell’Arno, in quanto in quest'ultimo caso si tratta di un terreno in area urbana, quindi
più contaminata.
Invece, nel nostro lavoro, l’analisi dei campioni prelevati dal bosco ha evidenziato un
indice QBS-ar inferiore.
Siamo andati così a ricercare le possibili cause di quest’anomalia. Il primo fattore di
disturbo è stato l’interruzione, per ben due volte, dell’elettricità da parte delle
addette alle pulizie della nostra scuola, durante l’estrazione dei microartropodi.
Questo però avrebbe dovuto incidere sui risultati di tutti i campioni, cosa che invece
non si riscontra.
Il secondo fattore, più rilevante, riguarda il prelievo dei campioni: quelli del bosco
sono stati raccolti circa 20 ore prima rispetto a quelli dell’Arno, e ciò potrebbe aver
comportato una eccessiva perdita di umidità con conseguente morte degli artropodi
presenti.
La terza e ultima interferenza, ancora più significativa, è il periodo di estrazione.
Infatti abbiamo raccolto i campioni a fine autunno, quando le temperature erano,
evidentemente, già molto basse.
Questo potrebbe avere inciso sul numero di catture dal momento che molti
microartropodi sono già in fase di svernamento.
Per svernamento si indica quella fase del ciclo biologico, paragonabile al letargo per
alcuni mammiferi, in cui gli insetti, per proteggersi dalle temperature invernali, o
rallentano il proprio metabolismo (e quindi la loro motilità) andando in diapausa o ne
ritroviamo esclusivamente le uova.
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Ciò potrebbe spiegare i risultati ottenuti in quanto i tre campioni raccolti in ambito
forestale sono stati estratti ad un'altitudine maggiore e quindi a temperature
inferiori rispetto ai due campioni prelevati sull’Arno.
Per concludere, per potere stabilire con maggiore precisione la qualità dei suoli presi
in esame, sarebbe opportuno ripetere i campionamenti sia in altre zone circostanti sia
in altri periodi dell'anno.
Inoltre sarebbe interessante prendere in esame, oltre alla varietà degli organismi
presenti, la loro densità.
Non esiste infatti ancora un indice che rapporti la densità della popolazione delle
zoocenosi alla qualità del suolo malgrado sia evidente l'importanza di questo legame.
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8. BIBLIOGRAFIA E SITOGRAFIA
Angelini P., Fenoglio S., Isaia M., Jacomini C., Migliorini M., Marisi A.,
2002- Tecniche di Biomonitoraggio della qualità del suolo- ARPA. Piemonte
Bertonazzi M.C., Codurri M., Truzzi A., 2005-Microartropodi del terrenoConsorzio del Parco Oglio Sud
Grandi G., 1951- Introduzione allo studio dell’entomologia – Edagricole. Bologna.
Menta C.- Fauna edafica come indicatore di qualità del suolo (PDF)- Dipartimento
di Biologia Evolutiva e Funzionale. Parma
Servadei A.,Zangeri S.,Masutti L., 1972- Entomologia generale ed applicata –
Cedam. Padova
Enciclopedia Treccani online, 2013-14 www.treccani.it
Corriere della sera online, 2013-14 www.corriere.it
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ALLEGATO 1
BREVE DECRIZIONE DEI MICROARTROPODI TROVATI
ARACNIDI
Ne fanno parte ragni scorpioni e acari. Presentano otto zampe ed hanno un corpo
diviso in due parti: cefalotorace e addome. Possiedono dei cheliceri e dei pedipalpi. Vi
ritroviamo:
ACARI: non presentano pedipalpi e sono estremamente piccoli.
ARANEIDI: presentano cheliceri di due segmenti, cefalotorace collegato all’addome
attraverso un peduncolo, 6 pedipalpi articolati, occhi semplici, e zampe con 8 articoli.
DIPLOPODI
Generalmente hanno un corpo allungato, presentano il tegumento duro. Hanno un capo
con brevi antenne, due zampe per segmento, eccetto il 1° che non ne ha e il 2° e il 3°
che ne hanno un paio solo. La sua larva è esapoda ed è costituita da 7 segmenti.
INSETTI
Gli insetti rappresentano circa i 5/6 del regno animale. Hanno sei zampe ed il corpo
diviso in tre parti:
capo (costituito da 6 segmenti saldati),
torace (3 segmenti ognuno dei quali porta un paio di zampe)
addome (tipicamente 11 segmenti)
Il loro apparato boccale può essere entognato (ovvero racchiuso in una cavità boccale)
o ectognato (ovvero con pezzi boccali divisi all’esterno).
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La zampa è costituita da 5 articoli: anca, trocantere, femore, tibia e tarso.
Di essi se ne conoscono circa 1 milione di specie. Nel suolo abbiamo ritrovato i
seguenti gruppi sistematici:
COLLEMBOLI: sono insetti che vivono nel suolo, hanno un corpo allungato e compatto,
un tegumento poco sclerificato ricoperto di peli o squame, presentano la furca (un
organo atto a saltare), apparato boccale entognato, antenne brevi e generalmente con
4 articoli e un solo articolo tarsale.
PSOCOTTERI:chiamati anche “pulci dei libri”. Essi sono piccoli alati o atteri. Hanno un
area preantennale convessa, l’apparato boccale masticatore, le antenne lunghe e
filiformi. Hanno un corpo largo in cui si riconosce la strozzatura. Si rinvengono sopra e
sotto le cortecce, nei nidi d’uccello, all’interno dei libri, e sotto terra. Si nutrono di
detriti, vegetali morti in decomposizione, funghi e cortecce.
COLEOTTERI: sono l’ordine di insetti più ricco di speci e(circa 300.000). Hanno un
apparato boccale masticatore, antenne di forma varia costituita 8 a 11 articoli, ali
mesotoraciche fortemente sclerotizzate trasformate in elitre.
PROTURI: hanno il corpo appuntito alle due estremità. sono muniti di 12 segmenti
addominali, sono privi di antenne le quali sono sostituite dal primo paio di zampe
rivolte in avanti, non hanno occhi, hanno un protorace più piccolo del meso e
metatorace, hanno minuscole zampe sui primi 3 segmenti e appendici boccali racchiuse
nella capsula cefalica
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ALLEGATO 2:FOTO DI MICROARTROPODI SCATTATE
AL MICROSCOPIO OTTICO
Nell’immagine a sinistra:
esemplare di psocottero
Nell’immagine: esemplari
di acaro e diplopode
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Nelle immagini: due
esemplari di collembolo
nei quali è ben visibile un
ocello (occhio
semplificato).
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Nell’immagine :
esemplare di proturo
Nell’immagine a
sinistra: proturo
visto da un’altra
angolazione
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Nell’immagine: esemplare di acaro
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