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ECOLOGIA

Dati insegnamento

  • Insegnamento: ECOLOGIA
  • Anno: Primo anno
  • Semester: Secondo semestre
  • Tipo attività: Attività formative caratterizzanti
  • CFU: 6
  • SSD: BIO/07

Caratteristiche

TitoloCodiceCFUSSDAmbito disciplinareOre AulaOreOre Laboratorio
Attività formative caratterizzantiB6BIO/07Discipline biotecnologiche con finalità specifiche: biologiche e industriali40N.D.12

Canali

1
DocenteDipartimento
SANDRA URBANELLI

Obiettivi



L’articolazione del Corso ha come obiettivi formativi quelli di fornire: a) una conoscenza di quei processi e di quelle condizioni generali dell’ambiente che rendono possibile la sopravvivenza, b) una visione generale della struttura e del funzionamento dei sistemi ecologici e c) delle interazioni che si realizzano tra i loro componenti.



Libri di testo

Thomas M. Smith – Robert Leo Smith. ELEMENTI DI ECOLOGIA Pearson Paravia Bruno Mondadori S.p.A
P. Colinvaux. ECOLOGIA. EdiSES
Campbell-Reece. 2009. Biologia: Vol. 1 “La chimica della vita e la cellula”- Pearson Paravia Bruno MONDADORI S.p.A.

Programma

Elementi di Biologia generale

Introduzione alle Scienze Ecologiche
Definizioni Ecologia, sviluppo storico, suddivisione. Livelli di organizzazione gerarchica in Ecologia. Proprietà emergenti.

L’ambiente fisico e le relazioni organismi-ambiente
La vita e l'ambiente fisico. Condizioni e risorse ambientali.
Fattori limitanti: legge del minimo di Liebig. Distribuzione geografica degli organismi. Legge della tolleranza di Shelford. Il clima. Organismi autotrofi ed eterotrofi. Adattamenti delle piante: fotosintesi C3, C4 e CAM. Adattamenti degli animali: acquisizione di energia e nutrienti, regolazione condizioni interne: omeostasi e feedback. Endotermia ed ectotermia.

Ecologia ecosistemica
I sistemi ecologici. Il concetto di sistema in ecologia. I sistemi ecologici. Applicazione dei principi della termodinamica. Trasferimenti di energia. Produttività primaria. Efficienza ecologica e struttura delle piante. Produttività secondaria. Efficienza ecologica degli animali. Catene di pascolo e di detrito. Piramidi ecologiche. Il paradigma del flusso di energia.
L'ecosistema. Il paradigma del flusso di energia. Riciclizzazione dei nutrienti ed immagazzinamento. Studio di un bacino idrografico: Hubbard Brook Forest, esperimento rimozione sperimentale di una foresta. Processi di decomposizione. Metodi per misurare la produttività. Confronto produttività negli ecosistemi. Modelli di previsione di produttività. Ecosistemi terrestri. Ecosistemi acquatici. Cicli biogeochimici. Cicli gassosi e sedimentari Regolazione del riciclo dei nutrienti. Dinamica degli ecosistemi.

Ecologia evolutiva
Genetica dei cambiamenti evolutivi La popolazione. Struttura genetica delle popolazioni. La legge di Hardy-Weinberg. Inbreeding e accoppiamenti assortativi. Forse microevolutive. Adattamento e selezione naturale. Il concetto di fitness. Selezione artificiale. Selezione sessuale.
Ecologia di popolazione. Caratteristiche delle popolazioni. Densità e dispersione spaziale. Studio statistico delle dimensioni di popolazioni. Parametri demografici. Tecniche demografiche: tabelle di vita, valore riproduttivo, struttura per età. Evoluzione dei tratti demografici. Accrescimento delle popolazioni. Modelli di crescita esponenziale e logistico. Modelli stocastici. Regolazione della dimensione delle popolazioni.
Specie e speciazione. Concetti di specie. Meccanismi di isolamento riproduttivo. Meccanismi di speciazione. Interazioni tra popolazioni. Classificazione delle interazioni. Competizione. Principio di esclusione competitiva. Modelli di Lotka and Volterra. Competizione in popolazioni sperimentali ed in natura. La nicchia ecologica: caratteristiche. Lo spostamento dei caratteri. Specializzazione contro generalizzazione. Ambiente, adattamento e costruzione della nicchia. Evoluzione delle capacità competitive: selezione r e K. Sistemi preda-predatore. Modelli matematici di predazione. Adattamenti contro la predazione: criptismo, mimetismo. Parassitismo, parassiti e malattie. Commensalismo. Mutualismo. Coevoluzione. Ipotesi della Regina Rossa.


Ecologia di Comunità
Comunità biotiche: caratteristiche. Successioni ecologiche. Modelli di strategie di successione. Il climax. Biodiversità. Gradiente di diversità. Interazioni interspecifiche e struttura di comunità. Struttura trofica. Specie dominanti e specie chiave. Diversità biotica e stabilità di comunità. Modelli: bottom-up, top-down e trophic cascade. Il disturbo: modelli di non-equilibrio. Biogeografia delle isole.



Le esercitazioni pratiche riguardano i seguenti argomenti:
1) Utilizzo di marcatori biochimici per l’analisi della variazione genetica in campioni di popolazioni e la valutazione dell’isolamento riproduttivo tra taxa simpatrici.
2) Applicazione dell’equilibrio di Hardy-Weinberg nello studio delle popolazioni; test di deviazione dall’equilibrio.
3) Interazioni biotiche: la predazione intraspecifica, analisi del cannibalismo e suo impatto a livello di popolazione.
4) Interazione organismo-ambiente: effetti e risposte degli organismi all’esposizione a sostanze tossiche.
2
DocenteDipartimento
DANIELE PORRETTA

Obiettivi



L’articolazione del Corso ha come obiettivi formativi quelli di fornire: a) una conoscenza di quei processi e di quelle condizioni generali dell’ambiente che rendono possibile la sopravvivenza, b) una visione generale della struttura e del funzionamento dei sistemi ecologici e c) delle interazioni che si realizzano tra i loro componenti.



Libri di testo

Thomas M. Smith – Robert Leo Smith. ELEMENTI DI ECOLOGIA Pearson Paravia Bruno Mondadori S.p.A
P. Colinvaux. ECOLOGIA. EdiSES
Campbell-Reece. 2009. Biologia: Vol. 1 “La chimica della vita e la cellula”- Pearson Paravia Bruno MONDADORI S.p.A.

Programma

Elementi di Biologia generale

Introduzione alle Scienze Ecologiche
Definizioni Ecologia, sviluppo storico, suddivisione. Livelli di organizzazione gerarchica in Ecologia. Proprietà emergenti.

L’ambiente fisico e le relazioni organismi-ambiente
La vita e l'ambiente fisico. Condizioni e risorse ambientali.
Fattori limitanti: legge del minimo di Liebig. Distribuzione geografica degli organismi. Legge della tolleranza di Shelford. Il clima. Organismi autotrofi ed eterotrofi. Adattamenti delle piante: fotosintesi C3, C4 e CAM. Adattamenti degli animali: acquisizione di energia e nutrienti, regolazione condizioni interne: omeostasi e feedback. Endotermia ed ectotermia.

Ecologia ecosistemica
I sistemi ecologici. Il concetto di sistema in ecologia. I sistemi ecologici. Applicazione dei principi della termodinamica. Trasferimenti di energia. Produttività primaria. Efficienza ecologica e struttura delle piante. Produttività secondaria. Efficienza ecologica degli animali. Catene di pascolo e di detrito. Piramidi ecologiche. Il paradigma del flusso di energia.
L'ecosistema. Il paradigma del flusso di energia. Riciclizzazione dei nutrienti ed immagazzinamento. Studio di un bacino idrografico: Hubbard Brook Forest, esperimento rimozione sperimentale di una foresta. Processi di decomposizione. Metodi per misurare la produttività. Confronto produttività negli ecosistemi. Modelli di previsione di produttività. Ecosistemi terrestri. Ecosistemi acquatici. Cicli biogeochimici. Cicli gassosi e sedimentari Regolazione del riciclo dei nutrienti. Dinamica degli ecosistemi.

Ecologia evolutiva
Genetica dei cambiamenti evolutivi La popolazione. Struttura genetica delle popolazioni. La legge di Hardy-Weinberg. Inbreeding e accoppiamenti assortativi. Forse microevolutive. Adattamento e selezione naturale. Il concetto di fitness. Selezione artificiale. Selezione sessuale.
Ecologia di popolazione. Caratteristiche delle popolazioni. Densità e dispersione spaziale. Studio statistico delle dimensioni di popolazioni. Parametri demografici. Tecniche demografiche: tabelle di vita, valore riproduttivo, struttura per età. Evoluzione dei tratti demografici. Accrescimento delle popolazioni. Modelli di crescita esponenziale e logistico. Modelli stocastici. Regolazione della dimensione delle popolazioni.
Specie e speciazione. Concetti di specie. Meccanismi di isolamento riproduttivo. Meccanismi di speciazione. Interazioni tra popolazioni. Classificazione delle interazioni. Competizione. Principio di esclusione competitiva. Modelli di Lotka and Volterra. Competizione in popolazioni sperimentali ed in natura. La nicchia ecologica: caratteristiche. Lo spostamento dei caratteri. Specializzazione contro generalizzazione. Ambiente, adattamento e costruzione della nicchia. Evoluzione delle capacità competitive: selezione r e K. Sistemi preda-predatore. Modelli matematici di predazione. Adattamenti contro la predazione: criptismo, mimetismo. Parassitismo, parassiti e malattie. Commensalismo. Mutualismo. Coevoluzione. Ipotesi della Regina Rossa.


Ecologia di Comunità
Comunità biotiche: caratteristiche. Successioni ecologiche. Modelli di strategie di successione. Il climax. Biodiversità. Gradiente di diversità. Interazioni interspecifiche e struttura di comunità. Struttura trofica. Specie dominanti e specie chiave. Diversità biotica e stabilità di comunità. Modelli: bottom-up, top-down e trophic cascade. Il disturbo: modelli di non-equilibrio. Biogeografia delle isole.



Le esercitazioni pratiche riguardano i seguenti argomenti:
1) Utilizzo di marcatori biochimici per l’analisi della variazione genetica in campioni di popolazioni e la valutazione dell’isolamento riproduttivo tra taxa simpatrici.
2) Applicazione dell’equilibrio di Hardy-Weinberg nello studio delle popolazioni; test di deviazione dall’equilibrio.
3) Interazioni biotiche: la predazione intraspecifica, analisi del cannibalismo e suo impatto a livello di popolazione.
4) Interazione organismo-ambiente: effetti e risposte degli organismi all’esposizione a sostanze tossiche.