"The cuticle micromorphology of extant and fossil plants as indicator of environmental conditions. A pioneer study on the influence of volcanic gases on the cuticle structure in extant plants".

Obiettivo di questa ricerca è stato quello di contribuire a individuare le potenzialità delle conifere e delle angiosperme (attuali e fossili) quali indicatori ecologici utili per la comprensione delle variazioni dei parametri ambientali. A tale scopo sono state compiute osservazioni macroscopiche e microscopiche di piante vascolari in relazione all’influenza di fattori ambientali quali: aerosol vulcanici, intensità luminosa, approvvigionamento idrico e salinità. Nel corso della ricerca sono state campionate numerose aree e sono state utilizzate apparecchiature quali: microscopio ottico, SEM, TEM e EDS. Le osservazioni condotte su piante attuali hanno consentito di studiare, per la prima volta, gli effetti dei gas vulcanici sull’ultrastruttura delle cuticole della conifera Pinus halepensis (sito di raccolta: Pisciarelli) e dell’angiosperma Erica arborea (siti di raccolta: Solfatara di Pozzuoli e Pisciarelli). Le osservazioni al TEM effettuate su cuticole di P. halepensis, influenzate e non da gas vulcanici, hanno evidenziato che lo spessore totale di CM (cuticola) + CW (parete primaria) non subisce sostanziali variazioni di spessore. In particolare, la cuticola degli aghi influenzati da gas vulcanici mostra (a forti ingrandimenti: TEM) un aumento dei depositi di ossalato di calcio e un riarrangiamento delle fibrille che si dispongono parallelamente alla superficie. Le osservazioni condotte al SEM e al TEM su aghi di P. halepensis attuali hanno permesso altresì di realizzare una chiave dicotomica che consente di identificare possibili alterazioni (dovute alla presenza di gas potenzialmente tossici come quelli vulcanici) anche in cuticole di pino sub-fossili o fossili. Le osservazioni condotte su E. arborea, hanno permesso di costatare che gli spessori totali delle cuticole, “fumigated and not fumigated”, sono diversi. Comunque, in presenza di gas vulcanici lo strato esterno A2 subisce un sensibile incremento di spessore. Quest’ultimo aumenta quando la concentrazione di CO2 in atmosfera è elevata, mentre non subisce sostanziali variazioni quando la quantità di CO2 al suolo varia drasticamente. Ciò dimostra che la cuticola è il mediatore principale negli scambi tra ambiente interno ed esterno. Per entrambe le specie attuali studiate non è stata riscontrata presenza di zolfo nella cuticola, nella parete cellulare o nel citoplasma. Ciò conferma l’ipotesi che gli scambi gassosi avvengono essenzialmente attraverso gli apparati stomatici e che lo zolfo in eccesso è metabolizzato nelle foglie. Relativamente ai macroresti vegetali fossili, sono state studiate le cuticole rinvenute nei Fossil-Lagertätten cretacici di Cusano Mutri (Aptiano superiore) e Pietraroja (Albiano inferiore). Il primo sito fossilifero ha consentito di: 1) identificare svariati taxa riconducibili alle conifere; 2) descrivere una nuova specie di conifera caratterizzata dalla presenza di caratteri xeromorfici: Frenelopsis cusanensis Bartiromo et al.; 3) rinvenire, per la prima volta al di fuori dei confini spagnoli, una delle prime angiosperme comparse sul pianeta: Montsechia vidalii. Lo studio tassonomico condotto sulle cuticole cretaciche di Cusano Mutri e Pietraroja ha permesso di descrivere entità tipiche della Provincia Euro-Siniana. Lo studio sedimentologico e sistematico denota un clima tropicale-subtropicale piuttosto arido. E’ interessante notare come per il sito di Cusano Mutri, il rinvenimento di abbondanti “fusain” sulle superfici di strato sia la prova che incendi naturali, frequentemente innescati da fulmini, interessavano le terre emerse. Questo studio può essere considerato pionieristico proprio perché per la prima volta si è studiato il “comportamento” dell’ultrastruttura della cuticola in presenza di gas vulcanici.