Analisi del DNA degli escrementi animali: Uno strumento all'avanguardia per il ripristino ecologico del Monte Libano
Soluzione completa
Analisi del DNA delle deiezioni dei mammiferi per determinare la loro rete alimentare
BCI
La comprensione delle dinamiche predatore-preda e delle variazioni stagionali della rete alimentare rivela intuizioni chiave sulla funzione dell'ecosistema. In Libano, un hotspot mediterraneo interessato dai cambiamenti climatici, la riforestazione si è tradizionalmente affidata a monocolture come il pino e il cedro, che limitano la biodiversità e la resilienza. Un approccio più efficace prevede la piantumazione di specie che supportano la fauna selvatica, in particolare la dispersione dei semi, per promuovere la rigenerazione naturale. La nostra soluzione applica la codifica a barre del DNA e la metabarcodifica per analizzare gli escrementi degli animali, identificando le specie vegetali consumate e disperse dalla fauna selvatica. Questo rivela i modelli di dispersione dei semi e le diete degli animali nelle varie stagioni, guidando i gestori delle foreste nella selezione di piante autoctone che favoriscono il recupero dell'ecosistema. Incorporando le interazioni animali-pianta, il nostro approccio affronta sfide ambientali, sociali ed economiche critiche, migliorando la biodiversità, la resilienza delle foreste e i risultati del restauro.
Ultimo aggiornamento: 31 Oct 2025
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Contesto
Sfide affrontate
La nostra soluzione affronta le urgenti sfide ambientali, sociali ed economiche del Libano legate all'impatto dei cambiamenti climatici sugli ecosistemi naturali. In quanto hotspot mediterraneo del cambiamento climatico, il Libano deve affrontare incendi frequenti, abbandono delle terre e perdita di biodiversità, che indeboliscono la resilienza delle foreste. Il rimboschimento convenzionale, incentrato su pini e cedri, manca di biodiversità e non supporta la fauna selvatica essenziale per la rigenerazione naturale. Il progetto diversifica il rimboschimento selezionando piante autoctone che attraggono e sostengono la fauna selvatica, creando foreste autosufficienti e resistenti al clima. Dal punto di vista sociale, le foreste degradate hanno un impatto sulle comunità riducendo i servizi ecosistemici vitali come la regolazione dell'acqua e la stabilità del suolo. Il ripristino della biodiversità rafforza questi servizi, a beneficio delle comunità e favorendo un legame più stretto con la natura locale. Dal punto di vista economico, foreste più sane e ricche di biodiversità riducono i costi di ripristino futuri, aumentano il potenziale ecoturistico e creano opportunità di reddito sostenibili.
Posizione
Monte Libano, Libano
Asia occidentale, Medio Oriente
Processo
Sintesi del processo
Il successo della nostra soluzione deriva da sei elementi interconnessi. Tecniche avanzate di DNA barcoding e metabarcoding forniscono dati precisi e non invasivi sulla biodiversità. Il tutto è supportato dalla prima biblioteca di riferimento ad accesso aperto del Libano sulle specie autoctone, che ora si sta espandendo a insetti, uccelli e funghi. Le partnership strategiche con lo Smithsonian, l'iBOL e la Saint Joseph University garantiscono il rigore scientifico e la leadership regionale. I protocolli di campo e di laboratorio sono adattati alle condizioni ecologiche locali, migliorando la rilevanza dei dati. La collaborazione con ministeri, ONG e operatori del settore traduce i risultati in politiche e pratiche di restauro, mentre le campagne di sensibilizzazione promuovono l'impegno della comunità. Infine, i programmi di sviluppo delle capacità finanziati dal BBI-CBD formano i conservatori regionali, democratizzando gli strumenti molecolari e garantendo la sostenibilità a lungo termine. Insieme, questi elementi creano una struttura scalabile e scientifica per un efficace ripristino della biodiversità negli ecosistemi mediterranei vulnerabili al clima.
Blocchi di costruzione
Sviluppo di una biblioteca di riferimento localizzata
La creazione di una biblioteca di riferimento sul DNA completa e ad accesso libero di specie vegetali e animali autoctone è stata fondamentale per la nostra soluzione. Riconoscendo che i database globali non coprivano molte specie del Mediterraneo orientale, abbiamo costruito la prima libreria libanese che comprende piante, mammiferi e ora si sta espandendo a insetti, uccelli e funghi. Questo database di riferimento migliora l'accuratezza della corrispondenza delle sequenze di DNA e consente l'identificazione precisa delle specie presenti nei campioni ambientali. Inoltre, colma una carenza critica di dati a livello regionale e facilita gli studi ecologici, il monitoraggio della biodiversità e la pianificazione della conservazione. Pubblicando la biblioteca in modo aperto, promuoviamo la trasparenza, la collaborazione e il potenziale di adattamento in hotspot di biodiversità simili.
Fattori abilitanti
Il forte sostegno istituzionale della Saint Joseph University, la collaborazione con i tassonomisti locali e l'accesso agli esemplari sono stati fondamentali. Il finanziamento delle sovvenzioni iniziali ha permesso di effettuare il sequenziamento. L'impegno a rispettare i principi dei dati aperti ha garantito un'ampia accessibilità. Il supporto dell'iBOL ha facilitato l'integrazione nei database globali, migliorando l'utilità e la visibilità.
Lezione imparata
La costruzione di una biblioteca di riferimento affidabile richiede un notevole coordinamento tra scienziati molecolari e tassonomisti. L'identificazione accurata delle specie dipende in larga misura dalla qualità degli esemplari di riferimento e dei metadati. Il processo richiede molto tempo, ma è indispensabile per ottenere risultati significativi di metabarcoding. La condivisione aperta della biblioteca ha generato interesse e collaborazione, ma ha anche evidenziato la necessità di aggiornamenti continui e di un'espansione per coprire più taxa. Il coinvolgimento di esperti locali ha favorito l'appropriazione e aumentato la credibilità scientifica dei dati, garantendo la sostenibilità della biblioteca come risorsa nazionale.
Tecniche avanzate di DNA Barcoding e Metabarcoding:
La codifica a barre del DNA e la metabarcodifica sono tecniche molecolari all'avanguardia che consentono l'identificazione precisa delle specie a partire da piccoli campioni biologici come gli escrementi degli animali. La codifica a barre si rivolge a una singola specie sequenziando una regione genica standard, mentre la metabarcodifica amplifica simultaneamente più marcatori del DNA, consentendo un'analisi completa di miscele complesse. Questi metodi forniscono informazioni dettagliate sulle diete degli animali, sulle relazioni predatore-preda e sui modelli di dispersione dei semi senza ricorrere a campionamenti invasivi. Nella nostra soluzione, queste tecniche sono state adattate al contesto ecologico libanese, consentendo una valutazione della biodiversità ad alto rendimento e rivelando interazioni chiave tra fauna e flora. Questo approccio supera i limiti delle indagini ecologiche tradizionali e apre nuove possibilità di monitorare i cambiamenti della biodiversità, soprattutto nelle regioni con scarsi dati di riferimento.
Fattori abilitanti
L'accesso alla tecnologia di sequenziamento ad alto rendimento, le competenze in biologia molecolare e la disponibilità di biblioteche di riferimento regionali hanno consentito un'implementazione di successo. La collaborazione con esperti internazionali, come lo Smithsonian Institution, ha garantito il rigore metodologico. Lo sviluppo di protocolli adattati alle condizioni locali e ai tipi di campioni è stato fondamentale per ottenere risultati affidabili. I finanziamenti di FERI e MEPI hanno fornito le risorse necessarie per stabilire e scalare i flussi di lavoro molecolari.
Lezione imparata
Abbiamo imparato che personalizzare i protocolli di metabarcoding del DNA in base alle condizioni ecologiche locali è essenziale per massimizzare l'accuratezza dei dati. Stabilire in anticipo librerie di riferimento complete è fondamentale per la corretta identificazione delle specie. L'impegno precoce con esperti molecolari e partner internazionali ha accelerato il trasferimento della tecnologia e migliorato il controllo di qualità. Abbiamo anche scoperto che i metodi di campionamento non invasivi, come la raccolta di escrementi, possono fornire dati ricchi, ma richiedono protocolli rigorosi per evitare la contaminazione. Infine, l'integrazione di questi strumenti molecolari con le conoscenze ecologiche tradizionali rafforza l'interpretazione e l'applicazione pratica per il restauro.
Partenariati strategici internazionali e accademici
Le collaborazioni con lo Smithsonian Institution, l'iBOL e la Saint Joseph University sono state fondamentali per il successo del nostro progetto. Lo Smithsonian ha fornito competenze avanzate nella metodologia di metabarcoding e nella garanzia di qualità, consentendo un'applicazione rigorosa dell'analisi del DNA. L'iBOL sostiene l'espansione degli sforzi di barcoding, in particolare per gli insetti, collegando i nostri dati regionali alle iniziative di biodiversità globale. La Saint Joseph University guida l'implementazione della ricerca e lo sviluppo delle capacità, assicurando la titolarità e la continuità a livello regionale. Queste collaborazioni combinano le conoscenze globali con il contesto ecologico e istituzionale locale, consentendo innovazione e scalabilità.
Fattori abilitanti
I rapporti di collaborazione a lungo termine, gli obiettivi scientifici condivisi e la fiducia reciproca sono stati fondamentali. I finanziamenti internazionali e l'assistenza tecnica hanno favorito lo scambio di conoscenze. La presenza di un team di ricerca locale dedicato ha facilitato la comunicazione e l'attuazione. L'impegno comune per i dati aperti e lo sviluppo delle capacità ha rafforzato le partnership.
Lezione imparata
Le partnership forti richiedono una comunicazione continua, il rispetto dei contesti locali e la chiarezza dei ruoli. La collaborazione internazionale accelera il trasferimento di tecnologia, ma deve essere accompagnata dal rafforzamento delle capacità locali per garantire la sostenibilità. Abbiamo imparato l'importanza di bilanciare gli standard scientifici globali con le realtà ecologiche regionali. Accordi formali e pianificazione congiunta hanno contribuito ad allineare le aspettative. L'integrazione di competenze diverse, dalla biologia molecolare all'ecologia e alla politica, ha migliorato l'impatto del progetto. Infine, questi partenariati hanno aperto strade per la ricerca futura e hanno ampliato le reti di conservazione.
Coinvolgimento delle parti interessate e mobilitazione delle conoscenze
Un impegno significativo con i ministeri libanesi dell'Ambiente e dell'Agricoltura, con le ONG locali, con gli operatori e con le comunità ha garantito che le conoscenze scientifiche informassero le politiche e le pratiche di ripristino. Comunicando i risultati in modo chiaro e collaborativo, abbiamo contribuito a integrare i dati molecolari nel Piano d'azione nazionale per la biodiversità. Le campagne di sensibilizzazione si sono rivolte a scuole, università, agricoltori e gestori del territorio, aumentando la comprensione del ruolo ecologico che gli animali svolgono nella rigenerazione delle foreste. Questa mobilitazione delle conoscenze costruisce la proprietà locale, promuove un processo decisionale basato sull'evidenza e collega la scienza con le esigenze della società per una resilienza a lungo termine degli ecosistemi.
Fattori abilitanti
Le solide relazioni con le agenzie governative e le ONG hanno favorito la fiducia. Materiali di comunicazione e workshop chiari e accessibili hanno facilitato la comprensione. Il coinvolgimento delle comunità locali ha garantito la rilevanza. Il sostegno istituzionale ha permesso l'integrazione nei piani nazionali. I finanziamenti hanno permesso di realizzare attività di sensibilizzazione.
Lezione imparata
Un coinvolgimento efficace degli stakeholder richiede un dialogo continuo e strategie di comunicazione su misura per pubblici diversi. Abbiamo scoperto che la combinazione di rigore scientifico e linguaggio accessibile colma il divario tra scienza e politica e pratica. Il coinvolgimento precoce di ministeri e ONG aumenta l'adozione dei risultati. Le campagne di sensibilizzazione sono essenziali per promuovere un cambiamento comportamentale e sottolineare il ruolo spesso trascurato degli animali nel ripristino degli ecosistemi. La collaborazione continua garantisce che i risultati influenzino le decisioni politiche e di gestione del territorio. Abbiamo anche imparato che gli approcci partecipativi danno potere alle comunità, assicurando che le soluzioni siano socialmente accettate e sostenibili.
Programmi di sviluppo delle capacità e di formazione regionale
La creazione di competenze locali e regionali in materia di DNA barcoding e metabarcoding è fondamentale per la conservazione sostenibile della biodiversità. Sostenuti da finanziamenti BBI-CBD, i nostri programmi di formazione si rivolgono a professionisti della conservazione di Libano, Tunisia, Costa d'Avorio e Giordania, anche a coloro che non hanno precedenti esperienze di biologia molecolare. Questi workshop pratici coprono la raccolta dei campioni, le tecniche di laboratorio, l'analisi e l'interpretazione dei dati, mettendo i partecipanti in grado di applicare autonomamente gli strumenti molecolari nei loro contesti. Il rafforzamento delle capacità democratizza l'accesso alle tecnologie innovative, promuove la collaborazione regionale e garantisce la continuità oltre il ciclo di vita del progetto.
Fattori abilitanti
Il finanziamento del BBI-CBD e il sostegno istituzionale della Saint Joseph University hanno permesso lo sviluppo del programma. Formatori esperti e programmi di studio personalizzati sono in grado di soddisfare diversi background. La selezione regionale dei partecipanti promuove lo scambio di conoscenze tra i Paesi. Il supporto continuo e il follow-up rafforzano i risultati dell'apprendimento.
Lezione imparata
Abbiamo imparato che il successo dello sviluppo delle capacità richiede modelli di formazione flessibili che tengano conto delle diverse competenze dei partecipanti. La pratica pratica combinata con le conoscenze teoriche migliora la fidelizzazione. La creazione di una rete regionale favorisce l'apprendimento e la collaborazione tra pari. Il supporto successivo e le sessioni di aggiornamento sono importanti per un impatto duraturo. La formazione deve essere abbinata a risorse e strumenti accessibili per consentire l'applicazione nel mondo reale. Coinvolgere i partecipanti come futuri formatori moltiplica i benefici e contribuisce all'autosufficienza nazionale e regionale nel monitoraggio della biodiversità.
Impatti
Impatti ambientali: Analizzando gli escrementi degli animali, abbiamo identificato la dieta di 18 specie di mammiferi in Libano, fornendo informazioni fondamentali sulle reti alimentari locali e sui modelli di dispersione dei semi. Questa conoscenza ci ha permesso di selezionare 5 famiglie di piante chiave a cui dare priorità nel restauro ecologico, assicurando che queste specie siano consumate e disperse dalla fauna selvatica, a sostegno della rigenerazione naturale e della biodiversità. Inoltre, abbiamo costruito una libreria di riferimento di codici a barre del DNA per 52 piante autoctone libanesi, creando una risorsa preziosa per i progetti di restauro in corso e futuri per rafforzare le popolazioni di piante autoctone.
Impatti sociali: Le comunità locali beneficiano dei servizi ecosistemici forniti dalle foreste ripristinate, tra cui una migliore regolazione delle acque, la stabilità del suolo e la bellezza naturale, che rafforzano il loro legame culturale con la terra. Coinvolgendo una ONG locale nell'implementazione di strategie di restauro informate dai risultati scientifici, il nostro progetto promuove un senso di responsabilità e di responsabilizzazione all'interno di queste comunità, incoraggiando pratiche di utilizzo sostenibile del territorio.
Impatto economico: Il ripristino di foreste ricche di biodiversità riduce i costi futuri associati al controllo dell'erosione, alla prevenzione degli incendi e al ripristino degli habitat. Inoltre, gli ecosistemi resilienti aumentano il potenziale ecoturistico, generando opportunità di reddito sostenibile per le comunità locali.
Beneficiari
Biodiversità in generale:
La soluzione apporta benefici diretti alla biodiversità migliorando la comprensione ecologica delle interazioni tra le specie, in particolare la dispersione dei semi e le dinamiche predatore-preda. Identificando le specie vegetali e animali chiave che supportano il funzionamento dell'ecosistema, il progetto aumenta la resilienza delle foreste, sostiene il recupero delle specie minacciate e rafforza la biodiversità autoctona in un hotspot mediterraneo soggetto a cambiamenti climatici.
Obiettivi nazionali di conservazione del Libano:
I nostri risultati sono stati condivisi con i Ministeri dell'Ambiente e dell'Agricoltura e integrati nel Piano d'azione nazionale per la biodiversità del Libano. Il progetto sostiene gli obiettivi di conservazione nazionali e internazionali, compresi quelli della Convenzione sulla Diversità Biologica (CBD), rafforzando la disponibilità di dati, la pianificazione del ripristino e i quadri di monitoraggio.
Comunità locali:
Le comunità che vivono nei pressi dei siti di ripristino beneficiano di servizi ecosistemici migliorati (ad esempio, ritenzione idrica, controllo dell'erosione, qualità dell'aria) e di nuove opportunità economiche come l'ecoturismo e l'agricoltura sostenibile. Le campagne educative e di sensibilizzazione hanno anche rafforzato la gestione dell'ambiente e i legami culturali con la terra.
Operatori e organizzazioni di conservazione:
Il progetto ha fornito agli operatori del settore le migliori pratiche scientificamente fondate per il ripristino ecologico, tra cui le specie di piante autoctone da privilegiare per attirare la fauna selvatica e promuovere la rigenerazione. Le ONG, le agenzie governative e gli attori della riforestazione hanno ora accesso alla prima biblioteca di riferimento sul DNA del Libano e sono invitati alle prossime sessioni di formazione e sviluppo delle capacità condotte dal nostro team.
Inoltre, spiegate il potenziale di scalabilità della vostra soluzione. Può essere replicata o estesa ad altre regioni o ecosistemi?
Sì, la nostra soluzione ha un forte potenziale di scalabilità e può essere estesa a livello nazionale e internazionale per sostenere gli obiettivi di ripristino degli ecosistemi. Integrando la metabarcazione del DNA con strategie di riforestazione su misura, questo approccio scientifico è adattabile a un'ampia gamma di ecosistemi e hotspot di biodiversità. La scalabilità opera su due fronti principali: In primo luogo, a livello regionale, il laboratorio della Saint Joseph University - BiodiversityConservation from Genes to Ecosystems - puòfungere da hub centrale per elaborare campioni e generare dati sulla biodiversità per i Paesi del Mediterraneo orientale, guidando strategie di ripristino adattate a livello locale. In secondo luogo, il nostro programma di formazione, finanziato dal BBI-CBD, consente a scienziati e operatori di Paesi come la Tunisia, la Giordania e la Costa d'Avorio di eseguire le proprie analisi del DNA, promuovendo l'indipendenza a lungo termine e le competenze locali. Inoltre, l'approccio può scalare dal punto di vista biologico ampliando le specie target a funghi, uccelli, insetti e altri taxa autoctoni, migliorando le valutazioni della biodiversità e il monitoraggio degli ecosistemi. Questo duplice approccio garantisce sia la divulgazione tecnica che l'ampiezza biologica, rendendolo un modello potente e in linea con gli obiettivi globali come la CBD e il Decennio delle Nazioni Unite sul ripristino degli ecosistemi.
Quadro globale sulla biodiversità (GBF)
Obiettivo GBF 1 - Pianificare e gestire tutte le aree per ridurre la perdita di biodiversità
Obiettivo 2 del GBF - Ripristinare il 30% di tutti gli ecosistemi degradati
Obiettivo 3 del GBF - Conservare il 30% di terre, acque e mari
Obiettivo GBF 4 - Arrestare l'estinzione delle specie, proteggere la diversità genetica e gestire i conflitti tra uomo e fauna selvatica
Obiettivo 8 del GBF - Ridurre al minimo gli impatti dei cambiamenti climatici sulla biodiversità e costruire la resilienza
Obiettivo 10 del GBF - Migliorare la biodiversità e la sostenibilità in agricoltura, acquacoltura, pesca e silvicoltura
Obiettivo 11 del GBF - Ripristinare, mantenere e valorizzare il contributo della natura all'uomo
Obiettivo 14 di GBF - Integrare la biodiversità nei processi decisionali a tutti i livelli
Obiettivo 20 del GBF - Rafforzare lo sviluppo di capacità, il trasferimento tecnologico e la cooperazione scientifica e tecnica per la biodiversità
Obiettivo 21 del GBF - Garantire la disponibilità e l'accessibilità delle conoscenze per guidare l'azione a favore della biodiversità
Obiettivo 22 del GBF - Garantire a tutti la partecipazione ai processi decisionali e l'accesso alla giustizia e all'informazione in materia di biodiversità.
Obiettivi di sviluppo sostenibile
SDG 3 - Buona salute e benessere
SDG 13 - Azione per il clima
SDG 15 - Vita sulla terraferma
SDG 17 - Partenariati per gli obiettivi
La storia
analisi della rete alimentare per diversi animali basata sulla tecnica del metabarcoding
BCI
In Libano, pochissime organizzazioni implementano soluzioni basate sulla scienza nel lavoro sul campo e la mancanza di una governance unificata lascia le strategie di ripristino frammentate e non coordinate. Le ONG locali spesso realizzano interventi di riforestazione e ripristino degli ecosistemi senza comunicare con i ministeri o altre parti, rendendo difficile creare un impatto coeso e sostenibile. Con i cambiamenti climatici che minacciano seriamente la biodiversità e gli ecosistemi, abbiamo riconosciuto una necessità cruciale: il rimboschimento deve essere più strategico, utilizzando specie vegetali che attraggono la fauna selvatica e supportano la rigenerazione naturale, per costruire foreste autosufficienti e resistenti alle pressioni climatiche.
In mezzo alla crisi finanziaria, all'instabilità politica e alle sfide ambientali, siamo andati avanti. La collaborazione con lo Smithsonian Institution è stata un punto di svolta: ci ha guidato nella personalizzazione delle tecniche di metabarcazione del DNA per analizzare gli ecosistemi locali. Insieme, abbiamo sviluppato un approccio scientifico per garantire che i nostri sforzi di ripristino supportassero sia la biodiversità che le interazioni con la fauna locale.
Nonostante il caos, il nostro team è diventato un punto di riferimento per la ricerca sulla conservazione e la caratterizzazione genetica della biodiversità libanese. Vedere altre organizzazioni e stakeholder locali riconoscere l'importanza di un approccio basato sulla scienza è stato fonte di ispirazione. Oggi non stiamo solo piantando alberi: stiamo coltivando ecosistemi sostenibili e gettando le basi per un futuro ambientale resiliente in Libano.