Gli ambienti polari mostrano un’elevata biodiversità sia su scala spazio-temporale sia nei diversi livelli di organizzazione biologica, dalle molecole all’intero ecosistema. I recenti e rapidi cambiamenti climatici e ambientali rendono urgente la necessità di comprendere la risposta delle comunità biologiche e l’impatto su di esse a breve e lungo termine. In questo contesto, i ricercatori dell’ISP affrontano lo studio di diversi aspetti bio-ecologici nell’ecosistema marino e terrestre di entrambi i poli. La ricerca si sviluppa su quattro campi di indagine principali a volte interconnessi tra loro.
Biodiversità ed adattamento
Le comunità biologiche polari sono generalmente sottoposte all’influenza di diversi fattori concomitanti alla bassa temperatura, quali essiccamento, copertura di ghiaccio, scarsa disponibilità di nutrienti, esposizione a radiazioni solari nocive (ad esempio radiazioni UV-B), fotoperiodi estremamente variabili e, in casi specifici, elevate salinità e stress osmotico. La biodiversità garantisce il funzionamento di tutti gli ecosistemi, per cui studiare le proprietà e l’evoluzione temporale degli ecosistemi polari costituisce uno strumento di fondamentale importanza per migliorare le nostre conoscenze sullo stato attuale e per predirne il futuro, anche in relazione ai cambiamenti climatici. L’analisi e il monitoraggio della biodiversità delle comunità biologiche e delle loro dinamiche ecologiche costituiscono il punto focale di questa tematica di ricerca. Di particolare interesse è anche lo studio dei meccanismi di adattamento morfologico-funzionale adottati dagli organismi polari per la sopravvivenza in condizioni estreme.
La maggiore comprensione dei processi biologici e i recenti progressi nel campo delle biotecnologie consentono di utilizzare il mondo naturale per ottenere progressi in diversi settori industriali, quali ad esempio lo sviluppo di farmaci e additivi alimentari. In generale, il termine bioprospecting viene adoperato per indicare l'esplorazione di esseri viventi e materiale biologico ai fini della ricerca di biomolecole che possano essere utili per l’uomo. In questo ambito, risorse genetiche scarsamente conosciute e poco descritte presentano un alto potenziale per la scoperta di nuovi e preziosi prodotti naturali. Pertanto, gli organismi polari, date le loro peculiari capacità metaboliche e gli adattamenti fisiologici a condizioni ambientali estreme, ben si prestano allo scopo. Non viene, inoltre, trascurato il possibile coinvolgimento di organismi polari nella rimozione di sostanze inquinanti, anche persistenti, a bassa temperatura. 
