Gli habitat freddi (caratterizzati da una temperatura media annua <5°C) rappresentano ∼80% degli ambienti presenti sulla Terra: i mari profondi, i deserti freddi, le calotte glaciali e i ghiacciai polari e montani.
Diversi studi hanno documentato che questi habitat, pur esibendo condizioni ecologiche estreme ospitano una comunità, composta da microrganismi procarioti ed eucarioti, vitale e metabolicamente attiva. I microrganismi psicrofili (obbligati e facoltativi), vivendo in habitat freddi, sono soggetti a una combinazione di fattori di stress che hanno portato allo sviluppo di molteplici adattamenti fisiologici che consentono loro di colonizzare questi habitat dove sono considerati attivi protagonisti dei cicli biogeochimici.

I primi studi sulle comunità microbiche adattate al freddo risalgono agli anni ’60 e descrivono la diversità coltivabile di tali ambienti. Come è ben noto i microrganismi coltivabili rappresentano solo una piccola percentuale della biodiversità microbica totale. Questo implica che le conclusioni ecologiche raggiunte con questo tipo di approccio si discostano di molto dalla realtà presente. Negli ultimi anni e grazie a tecniche molecolari (es. next-generation sequencing, NGS) è stato possibile indagare anche la diversità microbica non coltivabile.

Lo studio di alcuni habitat freddi (ghiacciai alpini e Antartide – suolo, sedimenti, ghiaccio, acque di fusione e brine) da parte dei ricercatori del Dipartimento di Scienze Agrarie, Alimentari e Ambientali che si occupano della Collezione DBVPG ha riguardato non solo l’isolamento di lieviti e la loro conservazione, ma anche l’indagine della comunità fungina (lieviti e funghi filamentosi) non coltivabile ad essa associata. Questa è stata correlata con le condizioni fisiche e chimiche presenti nell’ambiente esplorato e anche con le comunità procariotiche coesistenti, generando delle conclusioni ecologiche sulla distribuzione dei taxa specialistici e generalisti. Inoltre sono stati messi a punto alcuni piani sperimentali per valutare le dinamiche delle comunità microbiche sottoposte a diverse forme di cambiamento delle condizioni di sviluppo, quali ad esempio l’aumento della temperatura o la perdita della copertura glaciale.

C. Sannino, L. Borruso, C. Smiraglia, A. Bani, A. Mezzasoma, L. Brusetti, B. Turchetti, P. Buzzini (2020) Dynamics of in situ growth and taxonomic structure of fungal communities in Alpine supraglacial debris. Fungal Ecology 44 (100891); DOI: 10.1016/j.funeco.2019.100891.

B. Turchetti, G. Marconi, C. Sannino, P. Buzzini (2020) DNA Methylation Changes Induced by Cold in Psychrophilic and Psychrotolerant Naganishia Yeast Species. Microorganisms 8, 296; DOI: 10.3390/microorganisms8020296.

C. Coleine, N. Pombubpa, L. Zucconi, S. Onofri, B. Turchetti, P.Buzzini, J.E. Stajich, L. Selbmann (2020). Uncovered Microbial Diversity in Antarctic Cryptoendolithic Communities Sampling three Representative Locations of the Victoria Land. Microorganisms, 8(6): 942; DOI: 10.3390/microorganisms8060942.

C. Sannino, L. Borruso, A. Mezzasoma, D. Battistel, L. Zucconi, L. Selbmann, M. Azzaro, S. Onofri, B. Turchetti, P. Buzzini, M. Guglielmin (2020). Intra- and inter-cores fungal diversity suggests interconnection of different habitats in an Antarctic frozen lake (Boulder Clay, Northern Victoria Land). Environmental Microbiology, 22(8), 3463-3477; DOI: 10.1111/1462-2920.15117.

A. Franzetti, F. Pittino, I. Gandolfi, R.S. Azzoni, G. Diolaiuti, C. Smiraglia, M. Pelfini, C. Compostella, B. Turchetti, P. Buzzini, R. Ambrosini (2020). Early ecological succession patterns of bacterial, fungal and plant communities along a chronosequence in a recently deglaciated area of Italian Alps. FEMS Microbiology Ecology 96 (10), fiaa165; DOI: 10.1093/femsec/fiaa165.

F. Canini, J. Geml, L.P. D’Acqui, P. Buzzini, B. Turchetti, S. Onofri, S. Ventura, L. Zucconi (2021) Fungal diversity and functionality are driven by soil texture in Taylor Valley, Antarctica. Fungal Ecology 50, 101041; DOI: 10.1016/j.funeco.2021.101041.

F. Canini, J. Geml, P. Buzzini, B. Turchetti, S. Onofri, L.P. D’Acqui, C. Ripa, L. Zucconi (2021) Growth Forms and Functional Guilds Distribution of Soil Fungi in Coastal Versus Inland Sites of Victoria Land, Antarctica. Biology Basel, 10(4), 320; DOI:10.3390/biology10040320.

C. Sannino, L. Borruso, A. Mezzasoma, D. Battistel, S. Ponti, B. Turchetti, P. Buzzini, M. Guglielmin (2021) Abiotic factors affecting the bacterial and fungal diversity of permafrost in a rock glacier in the Stelvio Pass (Italian Central Alps). Applied Soil Ecology 166, 104079; DOI: 10.1016/j.apsoil.2021.104079.

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C. Sannino, N. Cannone, F. D’Alò, A. Franzetti, I. Gandolfi, F. Pittino, B. Turchetti, A. Mezzasoma, L. Zucconi, P. Buzzini, M. Guglielmin, S. Onofri (2022) Fungal communities in European alpine soils are not affected by short-term in situ simulated warming than bacterial communities. Environmental Microbiology 24(9), 4178–4192; DOI: 10.1111/1462-2920.16090.

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M. Guglielmin, M. Azzaro, P. Buzzini, D. Battistel, M. Roman, S. Ponti, B. Turchetti, C. Sannino, L. Borruso, M. Papale, A. Lo Giudice (2023) A possible unique ecosystem in the endoglacial hypersaline brines in Antarctica. Scientific Reports 13:177; DOI: 10.1038/s41598-022-27219-2.

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G. Mugnai, I. Pinchuk, L. Borruso, R. Tiziani, C. Sannino, F. Canini, B. Turchetti, T. Mimmo, L. Zucconi, P. Buzzini (2024) The hidden network of biocrust successional stages in the High Arctic: Revealing abiotic and biotic factors shaping microbial and metazoan communities. Sci Total Environ 926, 171786; DOI: 10.1016/j.scitotenv.2024.171786.

F. Canini, L. Borruso, S. Magrini, L.P. D’Acqui, P. Buzzini, G. Cavallini, L. Zucconi (2024) Soil microbial communities dynamics in response to invasive groundcover Carpobrotus: Insights into native species interactions and edaphic influence Applied Soil Ecology 202: 105537; DOI: 10.1016/j.apsoil.2024.105537.