DNA ambientale nei fiumi: quali pesci ci sono, e quanti

Un pesce, anche quando sta fermo sotto un sasso, perde continuamente pezzi di sé: muco, cellule della pelle, escrementi. In quel materiale c'è il suo DNA, che resta sospeso nell'acqua per qualche tempo. Chi lo raccoglie filtrando un secchio d'acqua può sapere chi è passato di lì senza aver visto nessuno.

Si chiama DNA ambientale, in inglese environmental DNA o eDNA, e serve a capire quali specie vivono in un tratto di fiume o in uno stagno. Noi ci siamo chiesti se, oltre a dire che un pesce c'è, riesca anche a dire quanti sono.

L'esperimento di Tor Vergata: più pesci, più DNA?

Un gruppo dell'Università di Roma Tor Vergata ha provato a rispondere in laboratorio, dove le cose si possono controllare. Lo studio, pubblicato su Ecology and Evolution nel 2026 da Lorenzo Talarico e colleghi, ha usato tre specie di pesci d'acqua dolce che in Italia si monitorano per motivi opposti. Il cavedano etrusco (Squalius lucumonis) vive solo nell'Italia centrale ed è classificato in pericolo critico dall'IUCN, l'Unione internazionale per la conservazione della natura. Il persico sole (Lepomis gibbosus), nordamericano, e la pseudorasbora (Pseudorasbora parva), dell'Asia orientale, sono invece specie esotiche invasive di rilevanza unionale, cioè nell'elenco dell'Unione europea, che il regolamento UE 1143/2014 chiede di gestire.

Per ogni specie i ricercatori hanno preparato tre vasche identiche, da 1.330 litri per cavedano e persico sole e da 310 litri per la pseudorasbora, che è molto più piccola. In ogni vasca entrava di continuo acqua di pozzo pulita: l'acqua si rinnovava del tutto in un tempo fra 40 e 95 minuti, quindi il DNA non aveva modo di accumularsi. Si partiva con la vasca senza pesci, poi ogni 48 ore si aggiungevano due pesci, fino ad arrivare a dodici. Prima di ogni aggiunta si filtravano 2 litri d'acqua e si misurava la quantità di DNA della specie con la PCR quantitativa (qPCR), un'analisi di laboratorio che misura quante copie di un tratto di DNA ci sono nel campione.

Quanto DNA lascia un pesce nell'acqua

Il primo risultato è che il DNA si trova subito. Già con due soli pesci per vasca, cioè con una biomassa fra 0,03 e 0,14 grammi per litro, il segnale c'era in tutte le specie e in tutte le repliche, nonostante il ricambio d'acqua rapidissimo. Per il cavedano etrusco sono le prime misure di questo tipo fatte in condizioni controllate.

Il secondo risultato riguarda il conteggio. Più pesci significa più DNA, ma la relazione è moderata e soprattutto non è una linea retta.

Specie	Perché si monitora	Vasca	DNA misurato (ng/L)	Variabilità spiegata dalla biomassa (R² parziale)	Variabilità dovuta alla vasca
Cavedano etrusco	endemico, in pericolo critico	1.330 L	0,63 - 12,60	0,61	23,9%
Pseudorasbora	aliena invasiva	310 L	0,04 - 0,61	0,62	15,4%
Persico sole	alieno invasivo	1.330 L	0,07 - 0,75	0,42	0%

Fonte: Talarico et al., Ecology and Evolution, 2026, tabella 1 e risultati. ng/L sta per nanogrammi di DNA per litro d'acqua; l'R² va da 0 a 1 e dice quanta parte delle differenze nel DNA misurato si spiega con la quantità di pesce presente. L'ultima colonna è la quota della variabilità spiegata dal modello che dipende dalla vasca e non dai pesci.

In pratica, la quantità di pesce spiega fra il 42% e il 62% delle variazioni di DNA. Il resto dipende da altro. Per la pseudorasbora e il persico sole, poi, la curva si appiattisce: dopo sei-otto giorni, con un numero intermedio di pesci, aggiungerne altri non faceva più salire il DNA in modo apprezzabile. Gli autori pensano che a quel punto il DNA rilasciato dai pesci e quello portato via dall'acqua in uscita si fossero bilanciati. Il cavedano, che nelle vasche aveva una biomassa circa quattro volte maggiore, non ha mostrato questo tetto, ma anche per lui la crescita non era lineare.

Perché il conto non torna: la vasca pesa quanto i pesci

Le tre vasche di ciascuna specie avevano pesci di taglia simile, stessa acqua, stessa temperatura, stesso digiuno: per scelta i pesci non venivano nutriti, perché il cibo cambia quanto DNA rilasciano. Eppure per il cavedano e la pseudorasbora la vasca in sé ha contato in modo significativo, fino a quasi un quarto della variabilità spiegata.

Gli autori lo attribuiscono a piccole differenze di biomassa fra le repliche e a fattori individuali difficili da controllare, come il metabolismo, il movimento o lo stress dei singoli pesci. In un fiume vero si aggiungono corrente, piene, temperature che cambiano e altre specie, ed è anche per questo che gli autori chiedono di verificare i risultati in natura. Lo studio chiude con due raccomandazioni: non dare per scontato che il rapporto fra DNA e biomassa sia lineare, e raccogliere più repliche, sia campioni d'acqua sia analisi di laboratorio, per tenere conto dell'incertezza.

Dove il DNA ambientale funziona già: 53 siti nel Lazio

Per scoprire dove vive una specie, invece, il metodo dà già risultati concreti sul campo. Lo mostra un secondo studio italiano, di Silvia Giovacchini e colleghi, pubblicato su Environmental Management nel 2026. Il gruppo ha campionato 53 siti d'acqua dolce del Lazio, 39 fra fiumi, torrenti e canali e 14 fra laghi, invasi e stagni, scelti fra i punti della rete regionale di monitoraggio delle acque. Ogni sito è stato visitato due volte, nell'estate 2021 e nella primavera 2022, filtrando ogni volta 3 litri d'acqua.

Hanno messo a punto test per 17 bersagli e in ogni sito ne hanno usati da 5 a 12, secondo le specie che potevano esserci. I bersagli erano 11 specie minacciate, fra cui pesci, anfibi, gamberi d'acqua dolce, molluschi e la lontra, 4 specie aliene invasive, un fungo patogeno degli anfibi e un pesce spostato dall'uomo fuori dal suo areale. Hanno ottenuto 101 presenze in 45 siti, di cui 58 nuove per 15 delle 17 specie. Per le specie della direttiva Habitat, la legge europea che protegge habitat e specie e da cui nasce la rete di aree protette Natura 2000, queste presenze corrispondono a 36 nuove celle da 10 per 10 chilometri da comunicare nel prossimo rapporto all'Unione europea, che gli Stati membri devono presentare ogni sei anni. Altre 17 nuove celle riguardano specie invasive. In 23 siti fuori dalla rete Natura 2000 sono comparse da una a tre specie protette dell'allegato II della direttiva.

Lo studio usa questi dati per proporre punteggi di priorità: secondo il calcolo degli autori, 39 siti avrebbero le caratteristiche per entrare in Natura 2000 e 22 sarebbero da considerare per interventi contro le specie invasive.

Cosa cambia per chi raccoglie dati sulla biodiversità

Letti insieme, i due lavori indicano che il DNA ambientale è un buon strumento per sapere quali specie ci sono in un tratto d'acqua, anche quelle rare o che non si fanno vedere, e per farlo su molti siti a costi contenuti. Per dire quanti individui ci sono non è ancora affidabile, e sono gli stessi autori dello studio laziale a scriverlo: le stime di abbondanza, che la direttiva quadro sulle acque richiede, con il DNA ambientale non sono ancora abbastanza solide. Gli autori di Tor Vergata sono più fiduciosi sull'uso quantitativo, ma chiedono di verificarlo in natura e con più repliche.

Ci sono anche limiti di posizione. In un lago o in uno stagno il DNA si muove poco e indica bene dove sta la specie. In un fiume la corrente lo porta a valle, e un segnale può venire da un pesce che vive chilometri più su: per questo nel Lazio gli autori hanno attribuito la presenza fino a 10 chilometri a monte del punto di prelievo. Suggeriscono anche di campionare vicino alle sorgenti, dove a monte c'è poco fiume, e notano che le nuove presenze trovate erano soprattutto in quelle zone.

Secondo noi la conseguenza pratica per un'azienda, un ente o un consulente che usa il DNA ambientale in un monitoraggio o in un report è questa: è un dato di presenza, e va presentato come tale. Se in un documento compare una stima di abbondanza ricavata solo dalla concentrazione di DNA, conviene chiedere con quale modello è stata calcolata, su quante repliche e con quale incertezza.

Presenza e numeri negli uccelli e negli alberi

Con le stazioni di Bird House per le aziende riconosciamo gli uccelli dai canti registrati: un canto dice che una specie è lì, non quanti individui ci sono, e per questo il dato si legge insieme al microclima e alle immagini satellitari dell'habitat. Con gli alberi invece il conteggio si può fare davvero, e nei boschi di Silva facciamo un censimento totale: ogni albero ha un codice Arbotag univoco, la biomassa si calcola pianta per pianta con le equazioni allometriche dell'inventario forestale nazionale (INFC) e il carbonio si converte in CO2 con il rapporto stechiometrico di 3,67.

Se ti interessa come l'Europa sta organizzando il monitoraggio di altri gruppi di specie, ne abbiamo parlato a proposito delle api selvatiche.

Cosa gli studi non dicono

L'esperimento di Tor Vergata è stato fatto in vasca, con una specie per volta, acqua pulita e pesci a digiuno. Gli autori lo presentano come un primo passo, da verificare in natura e con comunità di più specie, dove i pesci interagiscono fra loro. Le prove per le tre specie si sono svolte in mesi diversi del 2024 per motivi logistici, e l'efficienza delle analisi di laboratorio era sotto l'ottimale, anche se le curve di calibrazione risultavano coerenti. Il periodo di prova, poi, era breve: due pesci in più ogni due giorni, per meno di due settimane.

Lo studio laziale ricorda invece che i flussi di lavoro standard, dalla raccolta del campione all'archiviazione del dato, sono ancora da definire e validare, e che la gestione dei dati di un monitoraggio con molte specie è impegnativa. I punteggi di priorità che propone sono un'indicazione degli autori, non una decisione delle autorità che designano le aree protette.