Scienze Biologiche

EDOARDO CALIZZA
EDOARDO CALIZZA

Obiettivi generali

L’obiettivo principale è preparare gli studenti alla conoscenza della struttura e del funzionamento degli ecosistemi, naturali e
antropizzati, delle interazioni tra le specie e tra queste e l’ambiente fisico-chimico.
Lo studente sarà in grado di comprendere:
(1) il ruolo dei fattori ambientali nelle variazioni numeriche delle popolazioni e (2) l’importanza delle interazioni nei processi
di sviluppo degli ecosistemi (successioni ecologiche) e nelle variazioni dei flussi di energia allocata all’accrescimento e al
mantenimento della componente biologica. Saprà comprendere il ruolo dell’uomo nelle accelerazioni delle modificazioni
ambientali. Lo studente sarà guidato attraverso esempi di casi di studio reali che saranno oggetti di discussione in aula per
concorrere allo sviluppo delle competenze nell’ecologia di base.

Obiettivi specifici

Conoscenza e comprensione:
Lo studente conoscerà teorie, meccanismi e modelli dei processi ecologici alle diverse scale di
organizzazione biologica, dalle popolazioni agli ecosistemi. Comprenderà il ruolo dei fattori ambientali nelle variazioni
numeriche delle popolazioni e l’importanza delle interazioni tra le specie nei processi di sviluppo degli ecosistemi.
Comprenderà il significato di sostenibilità delle dinamiche di popolazioni naturali inclusa quella umana.

Capacità di applicare conoscenza e comprensione:
Alla fine del corso lo studente avrà padronanza delle teorie dell'ecologia e
delle esperienze che hanno portato alla loro formulazione. Lo studente saprà definire, circoscrivendoli, i diversi aspetti di uno
stesso problema ecologico. Sarà in grado di applicare modelli grafici alle interazioni tra le specie e alle successioni ecologiche.

Autonomia di giudizio:
Lo studente saprà interpretare e confrontare i dati di letteratura. Saprà porsi domande per
l’elaborazione e l’approfondimento delle conoscenze apprese. Questi obiettivi saranno raggiunti tramite una forte
interattività docente/studente e tra studenti sugli argomenti trattati.

Abilità comunicative:
Lo studente durante le lezioni sarà stimolato ad interagire con il docente e a comunicare quanto
appreso tramite la discussione in classe di argomenti fondamentali dell’ecologia. Le sue capacità comunicative saranno
valutate durante l’esame orale.

Capacità di apprendimento:
Lo studente conoscerà i principi dell’ecologia di base e i più importanti contributi alle teorie
ecologiche di altre discipline della biologia, fisica, chimica e matematica, utilizzando una chiave di lettura evoluzionistica e
apprendendo la terminologia specifica. Questo consentirà allo studente nel prosieguo della sua carriera di non limitarsi
all’osservazione e descrizione dei fenomeni naturali come eventi a se stanti ma di connettere in modo logico le conoscenze
acquisite identificando i meccanismi sottesi e le relazione di causa/effetto.

conoscenze scolastiche di biologia, chimica, matematica e fisica.

PROGRAMMA DEL CORSO DI ECOLOGIA

PARTE I
Introduzione allo studio della Ecologia: definizione, storia, problemi basilari, suddivisioni, tipi di approccio, livelli di integrazione e limiti.
Concetti fondamentali sull’energia: sistemi termodinamici di interesse per l’ecologia, i retrocontrolli e la stabilità.
L’ecosistema, componenti dell’ecosistema, tipi di ecosistema, i biomi, la biosfera.
Sistemi di produzione e decomposizione in natura.
La produttività, distribuzione della produttività in natura, metodi di misura. Flussi di energia.
Catene alimentari, livelli trofici, la magnificazione biologica, piramidi ecologiche (di numero, di biomassa e di energia), efficienza ecologica.
L’ecosistema definito dai cicli dell’acqua, azoto, carbonio, fosforo, zolfo. Alterazioni dei cicli causate dai vari tipi di inquinamento.
Fattori limitanti, concetto e leggi, fattori limitanti nei diversi ecosistemi (luce, temperatura, elementi chimici essenziali).

PARTE II
Caratterizzazioni delle popolazioni. Parametri demografici. Piramidi di età. Modelli di accrescimento delle popolazioni (esponenziale, logistico). Fattori di regolazione delle popolazioni. Strategie r e k.
Tecniche demografiche. Matrice di Leslie.
Interazioni biologiche.
Sistemi preda-predatore.
Interazioni competitive. Esclusione competitiva e coesistenza. La nicchia ecologica. Coevoluzione.
Rappresentazione grafica e metodi di studio delle strutture trofiche dell’ecosistema. Lunghezza delle catene. Controllo top-down e bottom-up. Connettanza e connettivita’. Matrice di comunità. Relazione complessità-stabilità. Posizione degli onnivori nelle reti alimentari. Risposte funzionali (curve di Holling).
Perdite non predatorie e dinamiche ‘controllate dal donatore’: la decomposizione biologica e i suoi modelli.
Modelli di sfruttamento delle risorse, ampiezza della nicchia ecologica, componenti intrafenotipica ed interfenotipica dell’ampiezza di nicchia, foraggiamento ottimale. Ripartizione delle risorse, spostamento dei caratteri. Protocollo di Connell. Coesistenza non all’equilibrio.
Diversità di specie: ricchezza ed omogeneità. Diagrammi rango-abbondanza. Mantenimento della diversita’, eterogeneita’ spaziale, ipotesi della competizione, ipotesi della predazione, teoria della stabilita’, ipotesi della produttivita’, ipotesi del disturbo intermedio. Teoria della biogeografia delle isole. α-, β- e γ-diversita’.
Analisi dei gradienti. Successioni ecologiche.
Relazione tra diversita’ e funzionamento degli ecosistemi.

"Fondamenti di Ecologia"
di Eugene P. Odum, Gary W. Barrett
Editore: Piccin-Nuova Libraria
Edizione: 3
Data di Pubblicazione: 2006
EAN: 9788829918348
ISBN: 8829918342
Pagine: 616

Per un immediato aggiornamento dei testi o del materiale didattico distribuito dal docente si consiglia la consultazione della pagina web del corso https://elearning.uniroma1.it/course/view.php?id=7771

Il corso è strutturato in lezioni teoriche frontali. Le lezioni si svolgono settimanalmente in aula e l’esposizione avviene mediante l’utilizzo di presentazioni in formato Power Point.

La frequenza delle lezioni dell’insegnamento non è obbligatoria, ma è fortemente incoraggiata.

La prova d’esame ha l’obiettivo di verificare il livello di conoscenza ed approfondimento degli argomenti del programma dell’insegnamento e la capacità di ragionamento sviluppata dallo studente. La valutazione è espressa in trentesimi (voto minimo 18/30, voto massimo 30/30 con lode).
L’esame complessivamente consente di verificare il raggiungimento degli obiettivi in termini di conoscenze e competenze acquisite così come le abilità comunicative.