First evidence of nanoparticle uptake through leaves and roots in beech (Fagus sylvatica L.) and pine (Pinus sylvestris L.)

Trees have been used for phytoremediation and as biomonitors of air pollution. However, the mechanisms by which trees mitigate nanoparticle pollution in the environment are still unclear. We investigated whether two important tree species, European beech (Fagus sylvatica L.) and Scots pine (Pinus sylvestris L.), are able to take up and transport differently charged gold nanoparticles (Au-NPs) into their stem by comparing leaf-to-root and root-to-leaf pathways. Au-NPs were taken up by roots and leaves, and a small fraction was transported to the stem in both species. Au-NPs were transported from leaves to roots but not vice versa. Leaf Au uptake was higher in beech than in pine, probably because of the higher stomatal density and wood characteristics of beech. Confocal (3D) analysis confirmed the presence of Au-NPs in trichomes and leaf blade, about 20–30 μm below the leaf surface in beech. Most Au-NPs likely penetrated into the stomatal openings through diffusion of Au-NPs as suggested by the 3D XRF scanning analysis. However, trichomes were probably involved in the uptake and internal immobilization of NPs, besides their ability to retain them on the leaf surface. The surface charge of Au-NPs may have played a role in their adhesion and uptake, but not in their transport to different tree compartments. Stomatal conductance did not influence the uptake of Au-NPs. This is the first study that shows nanoparticle uptake and transport in beech and pine, contributing to a better understanding of the interactions of NPs with different tree species

Temperatura di incubazione e valutazione dei rischi associati al trasferimento di covate nelle tartarughe comuni nidificanti nell'isola di Sal (Capo Verde)

Nella tartaruga comune (Caretta caretta) la determinazione del sesso dipende dalla temperatura. In particolare, la temperatura definisce il sesso dei singoli individui in uno specifico periodo termosensibile, identificato come il secondo terzo del periodo di incubazione. La “temperatura pivotale” è quel valore di temperatura che, teoricamente, produce il 50% di ciascun sesso, mentre temperature più fredde producono una più alta percentuale di maschi e temperature più calde una più alta percentuale di femmine. Le Temperature pivotali si differenziano tra le diverse popolazioni di Caretta caretta, contenendosi in un range tra 28.6° e 30.0°C. Nel mio lavoro di tesi ho compiuto uno studio sperimentale a Sal, una delle isole dell’arcipelago di Capo Verde, con lo scopo di osservare come la temperatura cambia nelle differenti spiagge dell’isola in cui nidifica la tartaruga comune e quindi per stimare la determinazione del sesso dei piccoli appartenenti ai nidi deposti in queste spiagge. A tale fine, cinque registratori di temperatura (loggers), pre-programmati per registrare dati ogni ora, sono stati posti a 35cm di profondità in diverse spiagge dell’isola. Tre dei questi hanno memorizzato le temperature della sabbia durante l’intera stagione di nidificazione (tra Luglio e Dicembre 2009) in tre differenti siti di nidificazione (uno ad est nella Costa da Fragata e due ad ovest in Algodoeiro); mentre gli altri due sono stati collocati in due luoghi dove le uova vengono spostate prima della schiusa (hatchery), uno situato nella costa ovest (Algodoeiro), e l’altro a sud dell’isola, in Santa Maria. Le temperature registrate dai loggers sono state successivamente utilizzate per calcolare la temperatura media durante il periodo termosensibile delle covate deposte. E’ stato così possibile stimare il rapporto tra sessi per ciascun nido. I risultati indicano che le temperature medie provenienti dai nidi della hatchery della costa ovest erano considerevolmente più basse di quelle osservate nelle spiagge originali, mentre le temperature medie dei nidi della hatchery situata a sud dell’isola erano più alte di quelle derivanti dalle spiagge originali per il medesimo periodo. Questi risultati suggeriscono che una buona informazione riguardo la temperatura delle spiagge di nidificazione è cruciale per mantenere una naturale proporzione della popolazione. La conoscenza del rapporto dei sessi della popolazione di tartaruga comune dell’isola di Sal, può quindi portare ad migliori strategie di conservazione durante processi di trasferimento dei nidi alle hatchery

Can forest trees take up and transport nanoplastics?

Plastic contamination of ecosystems has increased dramatically over the last decades, raising concerns about the negative impacts of plastic particles on aquatic and terrestrial systems. In recent years, the focus of most research has shifted from large fragments (macroplastic) to micro- (<5 mm) and more recently to nano-plastic (<1000 nm) particles as more evidence has come to light about their ubiquity in water, soils, and living systems, and their effects on ecosystem and human health. In this study, we investigate nanoplastic uptake in the roots of seedlings (1-2 years old) of three different tree species and assess their transport to different tissues. Parts of the main roots of silver birch (Betula pendula Roth), sessile oak (Quercus petraea Matt. [Liebl.]), and Norway spruce (Picea abies [L.] Karst.) were immersed for one or four days in a suspension containing 13C-labelled nano-sized polystyrene particles (13C-nPS; 99% 13C, d = 28 ± 8 (1 σ) nm). Carbon stable isotope analysis showed significant 13C enrichment (P < 0.05) in the immersed part of the root after one day of treatment in all three species, and after four days in Q. petraea alone. Signals of significant 13C enrichment were also found in the aboveground tissues of the trees. The stem of B. pendula in particular showed a significant 13C enrichment after one day of treatment (P < 0.01). This indicates that nanoplastic particles can be taken up through tree roots into the tree’s central cylinder, where they are subsequently conveyed through the tree by acropetal transport via the xylem.ISSN:1971-745