La bioprospezione studia la biodiversità per identificare molecole, funzioni e risorse naturali utili. Un approccio sostenibile può unire conservazione, economia circolare e innovazione.
La biodiversità non è solo un patrimonio da conservare: è anche una fonte straordinaria di conoscenza, soluzioni e innovazione. Dalle piante medicinali ai microrganismi, dai metaboliti secondari agli enzimi, gli organismi viventi producono molecole che possono ispirare nuovi prodotti, processi e applicazioni. La bioprospezione nasce proprio da qui: dallo studio della natura per identificare composti, funzioni e proprietà utili, nel rispetto degli ecosistemi e delle comunità che li custodiscono. In termini operativi, uno studio di bioprospezione può essere descritto come un percorso che parte dalla selezione della matrice naturale e arriva alla caratterizzazione del suo potenziale applicativo.
Indice
1. Che cos’è la bioprospezione
2. Dalla natura alla medicina: una storia lunga secoli
3. Non solo piante: veleni, microrganismi e organismi marini
4. La biodiversità come servizio ecosistemico
5. Bioprospezione sì, ma sostenibile
6. Economia circolare e valorizzazione degli scarti
7. Dal dato scientifico al valore applicativo
8. Il contributo di Nemoris
1. Che cos’è la bioprospezione
La bioprospezione è l’esplorazione della biodiversità alla ricerca di organismi, molecole, geni o processi biologici con potenziale valore applicativo. Può riguardare piante, funghi, batteri, alghe, animali, matrici ambientali o sottoprodotti di origine naturale. Il suo obiettivo non è semplicemente “trovare una molecola interessante”, ma comprendere quali proprietà biologiche, chimiche o funzionali possano essere valorizzate in modo utile e sostenibile.
In realtà, molto prima della nascita della chimica organica, della farmacologia e della biologia moderna, le società umane avevano già sviluppato forme empiriche di bioprospezione. Le popolazioni tradizionali e indigene hanno osservato per secoli piante, animali e ambienti naturali, utilizzandoli come fonte di rimedi per malesseri, ferite, infezioni o dolori. Questo patrimonio di conoscenze non va letto come semplice folklore, ma come un sistema complesso di osservazione, sperimentazione e trasmissione culturale.
Alla base di queste proprietà vi è la capacità degli organismi viventi di produrre un’enorme varietà di molecole: enzimi, metaboliti secondari, peptidi, acidi nucleici, pigmenti, composti volatili e molte altre classi chimiche. In natura, queste sostanze svolgono funzioni specifiche: difesa da predatori e patogeni, competizione, comunicazione, attrazione di impollinatori, adattamento a stress ambientali. Quando vengono studiate in laboratorio, alcune di queste molecole possono rivelare attività di grande interesse per l’essere umano.
2. Dalla natura alla medicina: una storia lunga secoli
Molti farmaci oggi comuni derivano, direttamente o indirettamente, dallo studio di sostanze naturali. La scoperta di principi attivi di origine biologica ha spesso fornito il punto di partenza per sviluppare molecole più stabili, efficaci o sicure.
Un esempio classico è l’acido salicilico, identificato nella corteccia di alberi come il salice. Questo piccolo composto fenolico è alla base dello sviluppo dell’acido acetilsalicilico, principio attivo dell’Aspirina, uno degli antinfiammatori più conosciuti. La sua storia mostra bene come l’osservazione di un uso tradizionale possa aprire la strada alla sintesi e all’ottimizzazione di un farmaco moderno.
La natura ha avuto un ruolo fondamentale anche nella lotta contro le malattie infettive. Un caso emblematico è quello dell’artemisinina, molecola antimalarica isolata da Artemisia annua. La sua scoperta è legata al lavoro di Tu Youyou, che si ispirò a testi della medicina tradizionale cinese per identificare un metodo di estrazione efficace. L’artemisinina è oggi alla base di terapie antimalariche fondamentali e rappresenta uno degli esempi più noti di incontro tra conoscenza tradizionale e ricerca scientifica moderna [1].
3. Non solo piante: funghi, microrganismi e animali
La bioprospezione non riguarda soltanto il mondo vegetale. Anche gli animali e i microrganismi producono molecole di enorme interesse.
Nel mondo animale, ad esempio, molti veleni sono miscele estremamente complesse di peptidi, enzimi e piccole molecole bioattive. In natura servono per difesa o predazione; in laboratorio possono diventare punti di partenza per nuove applicazioni farmacologiche. Un esempio noto riguarda il veleno del serpente sudamericano Bothrops jararaca, dallo studio del quale sono stati sviluppati composti che hanno contribuito alla nascita di farmaci antipertensivi capaci di inibire l’enzima ACE, coinvolto nella regolazione della pressione sanguigna.
Anche gli ecosistemi marini rappresentano una frontiera importantissima. Spugne, coralli, alghe, molluschi, batteri simbionti e altri organismi marini producono metaboliti con attività antibatteriche, antitumorali, antiossidanti o antinfiammatorie. La loro biodiversità chimica è spesso legata alla necessità di sopravvivere in ambienti competitivi, dove molte specie sono sessili, prive di difese fisiche evidenti e costrette a proteggersi attraverso molecole bioattive.
Negli ultimi anni, inoltre, la ricerca sui prodotti naturali si è arricchita di nuove tecnologie: metabolomica, genomica, bioinformatica, genome mining, spettrometria di massa e tecniche avanzate di separazione. Questi strumenti permettono di esplorare la diversità chimica e genetica della natura con una precisione impensabile fino a pochi decenni fa [2].
4. La biodiversità come servizio ecosistemico
Gli esempi dell’acido salicilico, dell’artemisinina, dei veleni animali e dei composti marini mostrano quanto la salute umana, l’innovazione tecnologica e lo sviluppo industriale siano legati alla biodiversità. Ogni specie, ogni popolazione e ogni ecosistema può custodire informazioni biologiche e chimiche ancora sconosciute.
Da questo punto di vista, la bioprospezione è uno degli esempi più concreti di servizio ecosistemico. La natura non offre soltanto risorse materiali come cibo, acqua o fibre, ma anche un capitale di conoscenze e possibilità. Perdere biodiversità significa ridurre il numero di soluzioni potenziali a disposizione della società: molecole mai studiate, enzimi mai caratterizzati, adattamenti evolutivi mai compresi.
Questa consapevolezza è particolarmente importante in un periodo storico in cui la crisi della biodiversità procede a ritmi accelerati. La scomparsa di habitat, l’inquinamento, il cambiamento climatico e il sovrasfruttamento delle risorse naturali possono causare la perdita di specie prima ancora che il loro potenziale ecologico, chimico o applicativo sia stato compreso.
5. Bioprospezione sì, ma sostenibile
Proprio perché lavora sul valore della biodiversità, la bioprospezione deve essere guidata da criteri rigorosi di sostenibilità, tracciabilità ed equità. Senza queste condizioni, il rischio è che si trasformi in biopirateria: appropriazione di risorse genetiche o conoscenze tradizionali senza consenso, senza benefici condivisi e senza attenzione alla conservazione degli ecosistemi.
Il tema non è solo etico, ma anche ecologico. La raccolta non controllata di organismi di interesse può generare fenomeni di sovrasfruttamento. Alcuni casi storici lo dimostrano chiaramente: il tasso, da cui è stato isolato il tassolo, importante composto antitumorale; diverse specie marine ricercate per molecole bioattive; coralli, spugne e altri organismi vulnerabili sottoposti a pressioni eccessive.
Per evitare questi rischi, la bioprospezione moderna deve fondarsi su principi di accesso regolato alle risorse genetiche, condivisione dei benefici, rispetto delle comunità locali e riduzione dell’impatto sugli ecosistemi. Il Protocollo di Nagoya, nell’ambito della Convenzione sulla Diversità Biologica, stabilisce un quadro internazionale per l’accesso alle risorse genetiche e la giusta ed equa condivisione dei benefici derivanti dal loro utilizzo [3].
6. Economia circolare e valorizzazione degli scarti
Una delle direzioni più interessanti della bioprospezione contemporanea è la valorizzazione di matrici di scarto e sottoprodotti di filiera. In molti settori, in particolare agroalimentare, cosmetico, nutraceutico e agricolo, grandi quantità di materiale biologico vengono ancora considerate rifiuti o residui a basso valore.
Bucce, semi, vinacce, sanse, foglie, potature, scarti di lavorazione, sottoprodotti vegetali e matrici residuali possono invece contenere composti di interesse: polifenoli, flavonoidi, antocianine, carotenoidi, fibre, oli essenziali, proteine, enzimi o altre molecole bioattive. La bioprospezione consente di analizzarli, caratterizzarli e valutarne il potenziale, trasformando uno scarto in una possibile risorsa.
Questo approccio si inserisce pienamente nella logica dell’economia circolare, che mira a superare il modello lineare “estrai-produci-usa-getta” per promuovere sistemi produttivi più efficienti, rigenerativi e sostenibili. La valorizzazione degli scarti può contribuire a ridurre l’impatto ambientale delle filiere, generare nuove opportunità economiche e favorire l’uso di materie prime secondarie [4,5].
7. Dal dato scientifico al valore applicativo
Perché un progetto di bioprospezione sia efficace, non basta identificare una molecola promettente. È necessario costruire un percorso analitico solido, capace di collegare la matrice di partenza al suo potenziale applicativo.
Questo percorso può includere la caratterizzazione chimica della matrice, il fingerprint metabolomico, l’identificazione di marker funzionali, la quantificazione di composti target, la valutazione dell’attività antiossidante o biologica, l’autenticazione tramite DNA barcoding e, quando necessario, il frazionamento o l’isolamento di componenti specifici.
La combinazione di chimica analitica, biologia molecolare ed ecologia applicata permette di ottenere informazioni più robuste: non solo “cosa contiene” una matrice, ma anche da dove proviene, come varia tra lotti o ambienti, quali composti ne determinano il valore e come può essere integrata in un percorso di ricerca, sviluppo o controllo qualità.
8. Il contributo di Nemoris
Nemoris supporta enti pubblici, aziende, centri di ricerca e stakeholder nello sviluppo di progetti dedicati alla valorizzazione della biodiversità e delle risorse naturali. Accanto ai servizi di monitoraggio ambientale e della biodiversità, la società offre competenze specifiche per l’analisi e la valorizzazione di matrici naturali, con particolare attenzione ai sottoprodotti delle filiere produttive.
Attraverso attività di profilazione chimica, fingerprint molecolare, analisi qualitative e quantitative, DNA barcoding e supporto tecnico-scientifico, Nemoris aiuta a identificare il potenziale nascosto in ingredienti, estratti, biomasse e scarti di origine biologica.
L’obiettivo è contribuire a costruire percorsi di innovazione sostenibile: trasformare dati scientifici in informazioni utilizzabili, supportare lo sviluppo di nuovi prodotti, migliorare il controllo qualità e favorire modelli produttivi più circolari.
In questo senso, la bioprospezione non è solo una disciplina scientifica: è un ponte tra biodiversità, ricerca applicata e sostenibilità. Un modo per riconoscere che proteggere la natura significa anche custodire le soluzioni che essa può offrire al futuro.
Vuoi valutare il potenziale di una matrice naturale, di un sottoprodotto o di uno scarto di filiera? Nemoris può supportarti nella progettazione del percorso analitico e nella trasformazione del dato scientifico in valore applicativo.
Riferimenti
[1] Nobel Prize — Tu Youyou e la scoperta dell’artemisinina
https://www.nobelprize.org/stories/women-who-changed-science/tu-youyou/
[2] Atanasov et al., 2021 — Natural products in drug discovery: advances and opportunities, Nature Reviews Drug Discovery
https://www.nature.com/articles/s41573-020-00114-z
[3] Convention on Biological Diversity — The Nagoya Protocol on Access and Benefit-sharing
https://www.cbd.int/abs/about
[4] United Nations SDGs — The role of waste valorization in the transition to the circular economy
https://sdgs.un.org/sites/default/files/2024-05/Ferreira%2C%20et%20a._The%20Role%20Of%20Waste%20Valorization%20In%20The%20Transition%20To%20The%20Circular%20Economy_0.pdf
[5] UNDP — Circular Economy
https://www.undp.org/chemicals-waste/our-work/circular-economy
[6] Guzzetti, L., Galimberti, A., Bruni, I. et al. Bioprospecting on invasive plant species to prevent seed dispersal. Sci Rep 7, 13799 (2017). https://doi.org/10.1038/s41598-017-14183-5