Projekti

Biomakerji subceličnega stresa v Severnem Jadranu pod vplivom klimatskih sprememb


Temeljni raziskovalni projekt J1-2468 financira Javna agencija za raziskovalno dejavnost Republike Slovenije iz državnega proračuna.


Vsebinski opis projekta z osnovnimi podatki glede financiranja
Severni Jadran (SJ) je plitvo morje, ki je pod močnim vplivom antropogenih dejavnikov in klimatskih sprememb, zaradi katerih se intenzivno ogreva. Do sedaj je veljalo, da rečne karbonatne naplavine nudijo površinskemu sloju zaščito pred zakisanjem, zato ekološke študije v SJ do sedaj niso vključevale zakisanja morske vode kot enega od stresorjev bioloških združb. Kjub temu pa sezonska variabilnost fizikalnih in kemičnih lastnosti severnojadranskega bazena in intenzivna remineralizacija organskih snovi lahko izpostavita bentoške habitate procesu zakisanja. Zaradi potencialne interakcije sočasnih stresorjev v okolju zakisanje morja predstavlja dodaten fiziološki stres za gospodarsko in ekološko pomembne bentoške vrste. Zato je cilj tega projekta preučevanja sočasnega vpliva segrevanja in zakisanja na dve kalcificirajoči vrsti, ki živita v SJ, to sta gospodarsko in ekološko pomembna sredozemska klapavica (Mytilus galloprovincialis) in sredozemska obrežna rakovica (Carcinus aestuarii, Nardo, 1847). Mytilus galloprovincialis je občutljiva na okoljske stresorjem, medtem ko Carcinus aestuarii kaže visoko stopnjo prilagodljivost na spremembe v obalnem morju. Stres lahko vpliva na različne procese v organizmu; v tem projektu se bomo osredotočili na študij odziva organizma na stres, ki ga povzročajo kisikovi radikali. Ti stimulirajo subcelični oksidativni stres, pri čemer se odzivi kažejo kot spremembe v mitohondrijski integriteti in aktivnosti citoskeleta, ki sta glavna dejavnika funkcionalnosti organelov in vzpostavitve homeostaze. Kot posledica subceličnega odziva se poveča poraba energije in pojavijo se kompenzacijski mehanizmi, ki lahko
povzročijo fiziološke motnje v organizmu.

V projektu se bomo osredotočili na spremljanje sprememb na najnižji subcelični ravni (mitohondrijska integriteta, aktivnost citoskeleta, oksidativne stresne reakcije), kot tudi na fiziološke odzive, pri čemer predvidevamo, da subcelični parametri nakazujejo funkionalne spremembe v fiziološkem delovanju. Cilj teh raziskav je v razumevanju, kako sočasna stresorja segrevanja in zakisanja morja vplivata na sposobnost vzdrževanja vitalnih bioloških procesov oziroma na njihove energetske omejitve na celičnem nivoju pri dveh izbranih vrstah. Rezultati bodo omogočili razumevanje zgodnjih bioloških odzivov, hkrati pa povečali možnosti za bolj zanesljivo napovedovanje bioloških odzivov pod vplivom podnebnih sprememb v SJ. Subcelični markerji stresa bodo najprej raziskani v kontroliranih laboratorijskih eksperimentih, kasneje pa bo njihova uporabnost testirana tudi na bentoških organizmih v naravnem okolju v SJ. To znanje je osnova za razumevanje in določanje najbolj občutljivih habitatov v SJ, ki se lahko kažejo v občuljivosti organizmov in vrst, ki živijo v teh habitatih. Sezonska variabilnost stresnih parameterov karakterizira SJ kot naravni laboratorij za razvoj subceličnih markerjev stresa. Biomarkerji ponujajo uporabo za študij odzivov na stres v naravnem okolju in jih bo mogoče uporabiti pri ukrepih za varovanje okolja in za načrtovanje trajnostnega razvoja marikulture v povezavi s podnebnimi spremembami.

Predlagani projekt je multidisciplinarno usmerjen, saj združuje strokovno znanje in najsodobnejše tehnike v subcelični biologiji, strukturni biologiji, morski ekofiziologiji, fizikalni, kemični in biološki oceanografiji in statistiki. Sodelovanje s strokovnjaki na različnih področjih zagotavlja visoko kakovost raziskav,  medtem ko oblikovanje eksperimentov sloni na že obstoječi infrastrukturi in oceanografskih meritvah, kar povišuje potencialno uspešnost projekta. Raziskovalna skupina na tem projektu pričakuje, da bo objavila več znanstvenih izvirnih in pregledanih člankov z visokim faktorjem vpliva in bo uspešno razvila metodo biomarkerjev za biološko spremljanje stresov v SJ.

Projekt v celoti finance ARRS, je del sheme Alesa Debeljaka.

Sestava projektne skupine - povezava na SICRIS.

Bibliografski podatki in ostali podatki o projektu - povezava na SICRIS.