- Acronimo
- MicroBioMA-S
- Codice
- PNRA18_00015
- Area di ricerca
- Life science
- Tematica specifica di ricerca
- Studio della diversità dei microrganismi del suolo e delle loro biomolecole nella Terra Vittoria
- Regione di interesse
- Antartide, Terra Vittoria
- PI
- Solveig Tosi
- Istituzione PI
- Università di Pavia
- Sito web istituzionale
- https://terraeambiente.dip.unipv.it/it
- Altre Istituzioni e soggetti coinvolti
- Università degli Studi della Tuscia, Università degli Studi di Milano Bicocca
- Consistenza del team ricerca
- Stato progetto
- In corso
- Stazioni principali usate
- Attività svolta in Italia MZS
- Il progetto
L’Antartide rappresenta uno degli ambienti più estremi per la vita sulla Terra. Nonostante ciò i microrganismi, che rappresentano le forme di vita dominanti nel suolo, adottano diverse strategie per sopravvivere e riprodursi in questo ambiente.
Recentemente diversi studi hanno messo in luce che, anche laddove le condizioni ambientali sono più rigide, come le valli secche di McMurdo, si possono trovare substrati con comunità microbiche relativamente ricche e con un alto grado di endemismo. Tuttavia, i dati sulla diversità microbica sono ancora pochi e puntiformi. Gli aspetti meno conosciuti riguardano la diversità delle comunità microbiche associate al suolo e come la loro struttura e funzione vari in relazione ai diversi fattori biotici e abiotici che condizionano la vita in Antartide.
Il progetto vuole contribuire a colmare alcune di queste lacune con un approccio multidisciplinare, integrando analisi di genetica molecolare, biogeochimica, proteomica e metabolomica. Per questa ricerca è stata scelta la Terra Vittoria che, tra le Valli Secche di McMurdo nella Terra Vittoria del Sud e le aree costiere ricche in muschi e licheni nella Terra Vittoria del Nord, presenta una grande varietà di suoli, da oligotrofici a copiotrofici. La diversità fungina e batterica e la struttura delle comunità del suolo nei diversi siti selezionati saranno studiati attraverso il DNA metabarcoding. Per valutare l’attività dei microrganismi del suolo sarà studiato il secretoma nel suo complesso analizzando dati di proteomica e metabolomica. La distribuzione spaziale delle comunità microbiche, la loro abbondanza relativa e la loro attività metabolica saranno analizzati in relazione alle caratteristiche del suolo. Inoltre, sarà applicato un approccio stocastico sofisticato basato su GIS che permetterà di analizzare i dati per sviluppare un modello previsionale di presenza delle comunità microbiche in un dato ambiente.
- Immagini
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Mesa Range. Ripresa dell’area di campionamento con il drone.
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- Motivazione, importanza della ricerca
Il progetto mira a colmare alcune lacune nella conoscenza del microbioma dei suoli antartici. A tale scopo viene sfruttato un approccio multidisciplinare per identificare i fattori biotici e abiotici che determinano la composizione e la funzionalità delle comunità microbiche del suolo, con particolare attenzione alla diversità dei metaboliti secreti. Il progetto, inoltre, vuole far luce sulle proprietà chimiche e fisiche di diversi tipi di suolo da diverse aree senza ghiaccio nella Victoria Land, e sul loro ruolo nell’influenzare la diversità e la funzionalità microbica.
Un ulteriore scopo focalizza l’attenzione sulle McMurdo Dry Valleys (MDV), considerate uno degli analoghi terrestri più vicini a Marte. In particolare, le superfici marziane, chiamate Recurring Slope Lineae (RSL) hanno caratteristiche morfologiche e stagionali simili alle tracce d'acqua nelle MDV. Per questo motivo, lo studio del microbioma della MDVs, in particolare la sua sopravvivenza e il suo comportamento nelle aree vicine alle zone di acqua liquida, è di interesse per le sue implicazioni astrobiologiche.
- Obiettivi della proposta
Primo obiettivo: approfondire le conoscenze sulla diversità fungina e batterica del suolo e sulla struttura della comunità attraverso l'analisi di metabarcoding.
Secondo obiettivo: combinare gli approcci molecolari e metabolomici/proteomici per comprendere come i microrganismi dei suoli antartici interagiscano tra loro, siano in grado di reagire a diversi stress ambientali, formino comunità meglio adattate alle perturbazioni climatiche e come varino la composizione tassonomica del microbioma e la produzione metabolica in relazione alle caratteristiche del suolo.
Terzo obiettivo: isolare singoli ceppi per verificare e testare le ipotesi sul potenziale metabolico e sull'adattamento fisiologico allo stress. Questi ceppi costituiranno una collezione di esemplari vivi, utili per ulteriori ricerche applicate.
Quarto obiettivo: sulla base dei dati pedologici, microtopografici e geomorfologici, studiare la relazione tra la biodiversità microbica totale, l’attività metabolica e il complesso dei fattori abiotici e biotici su scala locale nel Victoria Land.
- Attività svolta e risultati raggiunti
A maggio-giugno 2021 i gruppi di lavoro di Cristina Airoldi (Milano Bicocca) e di Paolo Iadarola (UNIPV) hanno ricevuto campioni di substrati raccolti nelle campagne antartiche precedenti per mettere a punto il metodo di indagine di metabolomica e proteomica da utilizzare sui campioni raccolti in questa nuova campagna.
Nel corso del mese di dicembre, Laura Zucconi è stata impegnata nella raccolta di campioni suolo e roccia provenienti dalla Terra Vittoria. L’arrivo dei campioni (circa 300 kg di materiale) è avvenuto a fine maggio 2022 e presto verrà distribuito alle diverse unità di lavoro. Oltre alla raccolta dei campioni è stato impiegato anche l’uso di un drone per effettuare delle riprese aeree dei siti.
- Prodotti