PIANTE E CAMBIAMENTO CLIMATICO Dipartimento di Biologia Università degli Studi di Napoli Federico II

Variabilità climatica e cambiamento climatico Biologia Variabilità climatica e cambiamento climatico Variazioni del clima della Terra, a diverse scale spaziali e temporali VARIABILITA’ CLIMATICA Specifica variazione del clima a seguito di modificazioni antropiche CAMBIAMENTO CLIMATICO Convenzione quadro delle Nazioni Unite sui cambiamenti climatici Il cambiamento climatico è collegato all’ Effetto serra

Biologia L’EFFETTO SERRA In una serra la temperatura dell’aria è molto più elevata rispetto a quella esterna...

Riscaldamento della superficie terrestre e della bassa atmosfera Biologia L’EFFETTO SERRA CFC N2O O3 CO2 H2O CH4 La temperatura terrestre senza effetto serra sarebbe -18 °C L’effetto serra stabilizzala temp terrestre a 15°C Riscaldamento della superficie terrestre e della bassa atmosfera

Che cosa è importante sapere? Biologia Che cosa è importante sapere? Cosa c’entra il carbonio? Come si produce l’effetto serra? Come ci accorgiamo che il clima sta cambiando? Che ci importa del carbonio? Cosa c’è da capire? Cosa accade agli oceani? Come possiamo intervenire? Cosa potrà accadere?

Biologia

New frontier of research Plants in Space are a near goal Biologia New frontier of research Plants in Space are a near goal

Conseguenze dei cambiamenti climatici Biologia Conseguenze dei cambiamenti climatici INONDAZIONI DESERTIFICAZIONE SCOGLIMENTO DEI GHIACCI DECLINO DELL’AGRICOLTURA

Comportamenti anomali Biologia Comportamenti anomali Comportamenti “anomali”

Invasione di specie aliene Biologia Invasione di specie aliene Zanzara tigre Scoiattolo rosso americano Tartaruga azzannatrice Punteruolo rosso Robinia Caulerpa

Biologia In un pianeta più caldo ...

Impatto del cambiamento climatico sugli ecosistemi Biologia Impatto del cambiamento climatico sugli ecosistemi New frontier of research Plants in Space are a near goal

Le piante ed il controllo sui flussi di CO2 Biologia Le piante ed il controllo sui flussi di CO2 http://www.seiswaves.com/cappelluti/docs/anims/leicester La quantità di CO2 in atmosfera è il risultato del bilancio tra sinks e sources

From USA National Phenology Network (USANPN) Biologia Misure fenologiche Osservazioni in campo Misure satellitari UP-SCALING From USA National Phenology Network (USANPN)

Approccio satellitare Biologia Approccio satellitare I satelliti geostazionari orbitano intorno alla Terra e forniscono misure sinottiche dei cambiamenti vegetazionali su larga scala

Piante e cambiamento climatico Biologia Piante e cambiamento climatico Come gli organismi sedentari si adattano al cambiamento? 16

Migrazione latitudinale Biologia L’aumento di CO2 renderà il alcune zone del pianeta più verdi a discapito della biodiversità Green Shift Gradiente latitudinale Migrazione latitudinale

Migrazione altitudinale Biologia Possibile cambiamento delle comunità vegetali alpine in seguito a “migrazioni” Gradiente altitudinale Alexander et al., 2015. Nature Letters Migrazione altitudinale 18

Interazioni piante - microorganismi del suolo Biologia Interazioni piante - microorganismi del suolo 19

Le piante CAM vivono in ambienti estremi come i deserti Biologia Le piante CAM vivono in ambienti estremi come i deserti Metabolismo Acido delle Crassulacee

Biologia Le piante CAM mostrano adattamenti strutturali, anatomici e metabolici a climi aridi

Stomi aperti di giorno e chiusi di notte Biologia Piante C3 e C4 Stomi aperti di giorno e chiusi di notte

Stomi chiusi di giorno e aperti di notte Biologia Metabolismo CAM Stomi chiusi di giorno e aperti di notte

FOTOSINTESI CAM Metabolismo CAM Metabolismo C3 HCO- PEP + OAA malato Biologia Metabolismo CAM Metabolismo C3 FOTOSINTESI CAM HCO- PEP + OAA PEP-C malato CO2 + piruvato Enzima malico riduzione mesofillo

Piante CAM inducibili: Portulacaria afra Jacq. Biologia Piante CAM inducibili: Portulacaria afra Jacq. aumento di concentrazione di acido malico Gradiente di aridità crescente: C3 CAM 25

Portulacaria afra: the elephant bush Biologia Portulacaria afra: the elephant bush Portulacaria afra: arbusto xerofitico originario del Sud Africa 26

Esperimento: Simulazione di un gradiente crescente di aridità Biologia Esperimento: Simulazione di un gradiente crescente di aridità aumento di aridità, incremento di temperatura di 10°C OUTDOOR INDOOR Induzione del metabolismo CAM 27

[ac malico] Mattina - [ac malico] sera Biologia Il delta di acido malico tra mattina e sera esprime il grado di attività CAM Prelievo foglie Acido malico Prelievo foglie D ac malico = [ac malico] Mattina - [ac malico] sera

Metodo dell’acidità titolabile Biologia Metodo dell’acidità titolabile DC = CM-CS DS = SM-SS L’ acido malico è titolato con NAOH 0.01N

Metodo dell’acidità titolabile Biologia Metodo dell’acidità titolabile fenolftaleina 10 ml 1 ml Titolazione con NAOH i millilitri di NaOH 0,01 N utilizzati per la titolazione vanno moltiplicati per 10 perché in ogni millilitro sono presenti 10 μeq di NaOH. 30

ESTRAZIONE DI CLOROFILLA MEDIANTE CROMATOGRAFIA Biologia ESTRAZIONE DI CLOROFILLA MEDIANTE CROMATOGRAFIA Occorrente: foglie di qualunque pianta pestello e mortaio acetone barattoli di vetro carta da filtro

Biologia CROMATOGRAMMI

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PROTOCOLLO DI KYOTO e ACCORDO DI PARIGI Biologia PROTOCOLLO DI KYOTO e ACCORDO DI PARIGI Trattato Internazionale firmato a Kyoto nel 1997 da più di 180 paesi (taglio delle emissioni del 5% rispetto al 1990) Il trattato è entrato in vigore il 16 febbraio 2005, dopo la ratifica da parte della Russia. A maggio 2013 gli Stati che hanno aderito e ratificato il protocollo sono 192.  Accordo di Doha: l'estensione del protocollo dal 2012 al 2020 con ulteriori obiettivi di taglio delle emissioni serra.  Accordo di Parigi 2015, 196 paesi