L’attività di ricerca è stata ed è mirata all’analisi di popolazioni e comunità di invertebrati acquatici e della struttura e funzionamento di ecosistemi di acque interne. I dati sono ottenuti sia da esperimenti di laboratorio che da estensive raccolte di campo, in alcuni casi inserite in programmi di ricerche ecologiche di lungo termine. Si sottolinea inoltre l’importanza di un rigoroso approccio tassonomico come supporto indispensabile per l’analisi di pattern distributivi, ricostruzioni filogenetiche e studi di ecologia evoluzionistica. Le numerose collaborazioni scientifiche su temi a forte connotazione interdisciplinare hanno permesso di produrre lavori di standard internazionale. Ai metodi “classici” delle ricerche idrobiologiche e limnologiche sono stati affiancati anche strumenti di indagine innovativi, come ad esempio l’analisi di network di flussi energetici. Per ognuna delle principali linee di ricerca viene data una breve descrizione.
1) Indagini ecologiche di lungo termine in ambienti acquatici dell'Appennino settentrionale. Nei laghi Scuro Parmense e Santo Parmense, inseriti come siti di riferimento per gli ambienti acquatici di alta quota dell’Appennino Tosco Emiliano nell’ambito della Rete Italiana di Ricerche Ecologiche di Lungo Termine (LTER Italia), sono in corso studi per la definizione della “baseline variability” dei principali parametri idrochimici e l’analisi dei fattori abiotici e biologici che condizionano la successione stagionale dei popolamenti planctonici. Nel Lago Santo Parmense sono state utilizzate tecniche di Network analysis per evidenziare condizioni iniziali di stress non rilevabili attraverso l’applicazione di indici di qualità che sono normalmente impiegati nelle indagini limnologiche.
2) Distribuzione di specie dello zooplancton in laghi e pozze dell'Appennino settentrionale. È stata affrontata l’analisi, mediante l’utilizzo di tecniche di statistica multivariata, della capacità di dispersione, della resistenza all’invasione e dei principali fattori che influiscono, a scala locale e regionale, sulla struttura delle comunità planctoniche in ambienti lentici di alta quota.
3) Valutazione del rischio di acidificazione ed eutrofizzazione dei laghi del distretto nord-appenninico. Sono condotte indagini limnologiche per valutare, mediante la raccolta di dati idrochimici e di composizione delle comunità planctoniche, l’evoluzione dei principali bacini lacustri in relazione a diverse politiche gestionali e a cambiamenti su scala globale.
4) Studi ecologici di sorgenti montane. Si tratta di sistemi ecotonali estremamente fragili e spesso soggetti ad impatti dovuti alla crescente richiesta di acque di buona qualità. Gli studi effettuati sulla componente a microinvertebrati di sorgenti dell’Appennino Settentrionale hanno evidenziato elevata biodiversità e presenza di endemismi. Si sottolinea il carattere di “insularità” dei sistemi sorgentizi, con marcate differenze faunistiche tra sistemi geograficamente contigui che sembrano indicare un ruolo trascurabile dei processi di dispersione.
5) Ricerche idrobiologiche in ambienti lentici e lotici di pianura. Un notevole sforzo di ricerca è stato dedicato all’analisi delle caratteristiche idrochimiche e biologiche di ambienti marginali di pianura. I siti studiati sono prevalentemente corpi d’acqua soggetti ad un elevato grado di disturbo situati nelle fasce perifluviali e nelle aree golenali di grandi fiumi dell’Italia settentrionale. Si tratta di ambienti lentici sia naturali (es. lanche e paludi) che artificiali (es. laghi di cava). I risultati di queste indagini hanno consentito di formulare ipotesi di gestione integrata a basso impatto ambientale e di valutare la risposta degli ecosistemi a diversi tipi di disturbo. L'analisi delle caratteristiche limnologiche costituisce inoltre uno strumento essenziale per individuare indicatori ecologici da utilizzare nella redazione dei piani delle attività estrattive e nella progettazione e recupero dei corpi d'acqua di pianura. Da segnalare anche gli studi sul plancton del fiume Po, che hanno come tema centrale il ruolo di fattori abiotici e biotici sulla struttura e l’evoluzione temporale dei popolamenti di rotiferi e microcrostacei. Si richiamano infine le ricerche idrobiologiche sui fontanili della pianura emiliana e lombarda.
6) Ricerche su tassonomia ed ecologia di ostracodi non marini recenti. Diverse indagini sono state dedicate alle interazioni tra caratteristiche ambientali e composizione delle comunità di ostracodi in una grande varietà di ambienti di acque interne. I dati a disposizione hanno permesso di incrementare notevolmente il numero di specie note per l’Italia e di analizzare pattern distributivi a diverse scale spaziali. Un altro filone di ricerca, nell’ambito del progetto Marie Curie “Sex to asex: a case study on transitions and coesistence between sexual and asexual reproduction” (SexAsex), riguarda Eucypris virens, specie modello per lo studio dell’evoluzione delle modalità riproduttive. Questo ostracode non marino tipico di ambienti temporanei presenta infatti sia riproduzione sessuale che asessuale: mentre le linee asessuali sono comuni in tutta Europa, le popolazioni sessuali (o popolazioni miste in cui coesistono maschi e femmine sia sessuali che asessuali) si trovano solo nell’area mediterranea e in Nord Africa. Il cosiddetto “paradosso del sesso” è prevalentemente analizzato dal gruppo di Parma in chiave ecologica, mediante un’estesa raccolta di dati di campo ed esperimenti di laboratorio. Tra i numerosi temi esaminati, si ricordano a titolo di esempio: differenze di tolleranza e di fitness tra linee a diverso tipo di riproduzione; studio dei cicli vitali; micro- e macrosegregazione spaziale; segregazione temporale; meccanismi di riconoscimento del partner; barriere riproduttive intraspecifiche. L’attività di ricerca del gruppo di ecologia beneficia di un alto livello di integrazione con gli altri laboratori del network SexAsex su aspetti di genomica, cariologia, morfologia, modellistica, sistemi informativi ambientali, ecc., secondo un approccio multidisciplinare. Per quanto riguarda invece gli studi di tipo tassonomico, è stata recentemente condotta la revisione delle Scottinae ed è stato descritto un nuovo genere appartenente a questa sottofamiglia, affrontando anche aspetti filogenetici e biogeografici.
7) Aspetti sistematici ed evolutivi della famiglia Darwinulidae (Ostracoda: Crustacea). Questa famiglia, la sola ancora esistente della superfamiglia Darwinuloidea, rappresenta circa il 5% della diversità specifica totale dell'ostracofauna non marina ed è considerato, insieme ai rotiferi bdelloidei e agli acari oribatidi, l'unico gruppo di “ancient asexuals” tra i Metazoi. La recente segnalazione di un limitatissimo numero di maschi in una popolazione giapponese non sembra infatti inficiare lo status di organismi completamente asessuali per i Darwinulidae, anche in considerazione dell’aspetto vestigiale dei loro apparati riproduttivi. La completa revisione tassonomica dei Darwinulidae pleistocenici e recenti, ha permesso di sinonimizzare diverse specie e sottospecie (quest'ultima categoria non è applicabile a linee esclusivamente clonali), istituire nuovi generi, confermare la validità dei due generi preesistenti e descrivere numerose nuove specie. In definitiva, la diversità specifica e sovraspecifica in queste linee clonali appaiono essere più alte di quanto precedentemente ipotizzato. Inoltre è stata osservata una sorprendente stabilità interspecifica a livello morfologico, anche quando si confrontano esemplari raccolti in aree geografiche molto distanti tra loro. Ciò permette di definire "buone specie" da un punto di vista tassonomico, ma anche da un punto di vista evolutivo: le evidenze disponibili al momento sembrano sostenere l'ipotesi di un’origine monofiletica di questo gruppo. Il riesame dei record di darwinuloidi del Mesozoico e di nuovo materiale del Cretaceo inferiore (c. 145 Ma) ha consentito di escludere la presenza di maschi in tutte le specie almeno dopo il Triassico (c. 208 Ma), estendendo così notevolmente l’inizio dell’asessualità in questo gruppo rispetto a quanto riportato da studi precedenti. Un'ulteriore linea di indagine ha riguardato il confronto dell'analisi basata su dati morfologici con quella basata su dati molecolari. In particolare ci si è proposti di definire con un sufficiente grado di accuratezza la scala temporale entro cui hanno avuto luogo gli eventi di speciazione in questo gruppo di "ancient asexuals", caratterizzati da una velocità di evoluzione eccezionalmente bassa. Questi studi hanno affrontato anche altre problematiche - in buona parte ancora controverse - della storia evolutiva e della biologia dei Darwinulidae, come le modalità di colonizzazione e aspetti (paleo)biogeografici. Ad esempio, in alcune specie sono state descritte differenze nei meccanismi di dispersione che dipendere dalla presenza di un “general purpose genotype”. Queste indagini si sono avvalse di numerose collaborazioni internazionali, soprattutto con ricercatori del Royal Belgian Institute of Natural Sciences di Bruxelles.
8) Specie esotiche di invertebrati nelle acque italiane: processi di colonizzazione e conseguenze sugli ecosistemi acquatici. L’introduzione di specie aliene è considerata essere una delle principali minacce alla biodiversità. Sono analizzati casi di studio relativi a microcrostacei (copepodi calanoidi, cladoceri ed ostracodi) non indigeni trovati in anni recenti in acque interne italiane.
