ECOLOGIA

Obiettivi formativi

La ricerca biotecnologica gioca oggi un ruolo di primo piano nella risposta alle sfide ambientali e di sviluppo cui l’uomo deve far fronte. L’insegnamento di Ecologia ha l’obiettivo di fornire i principi basilari della biologia dell’ambiente, evidenziando gli aspetti di interazione e interdipendenza delle componenti dei sistemi biologici ed ecologici. Specifici obiettivi formativi sono: la conoscenza dei processi e delle condizioni generali dell’ambiente che rendono possibile il fenomeno vita; la comprensione della struttura, funzionamento ed evoluzione dei sistemi bio-ecologici, dal livello molecolare a quello di comunità; l’analisi degli effetti della pressione antropica sui sistemi naturali. Ulteriore obiettivo formativo dell’insegnamento di Ecologia è quello di fornire, anche attraverso esperienze in campo e in laboratorio, le competenze per costruire percorsi didattici relativi ai sistemi bio-ecologici e alle relazioni tra gli organismi e l’ambiente. Le conoscenze e competenze acquisite nel presente insegnamento, costituiranno un quadro di riferimento per lo studio delle applicazioni biotecnologiche e per l’analisi del loro impatto sull’ambiente, inteso nel suo significato più ampio. Gi studenti che abbiano superato l’esame saranno in grado di conoscere e comprendere (conoscenze acquisite) - le diverse scale temporali, spaziali e gerarchiche in cui si collocano i processi funzionali dei sistemi bio-ecologici; - i meccanismi che determinano la struttura e il funzionamento dei sistemi bio-ecologici; - le complesse interazioni tra gli organismi e tra organismi e ambiente; - i meccanismi che regolano i pattern e la velocità dei cambiamenti evolutivi all’interno e tra le specie; - l’origine ed il mantenimento della diversità biologica; - il pensiero evoluzionistico nello studio dell’ecologia; - l’esistenza e importanza di una stretta comunicazione tra cultura e natura, tra società e ambiente. Gli studenti che abbiano superato l’esame saranno in grado di (competenze acquisite): - vedere i fenomeni biologici in un contesto multi-scala e multi-fattoriale; - interpretare dati ecologici; - utilizzare i concetti ecologici generali come strumento di analisi delle conseguenze che possono derivare da trasformazioni dell’ambiente naturale; - analizzare in modo critico i temi oggi in discussione legati a biodiversità, evoluzione e cambiamento globale; - individuare e sviluppare temi chiave per costruire percorsi didattici in ambito ambientale.

Canale 1
VALENTINA MASTRANTONIO Scheda docente

Programmi - Frequenza - Esami

Programma
Ecologia teorica Definizioni di Ecologia, sviluppo storico, suddivisione. Scale ecologiche e livelli di organizzazione gerarchica. Proprietà emergenti. Ecologia Ecosistemica I sistemi ecologici. Applicazione dei principi della termodinamica. Trasferimenti di energia: il paradigma del flusso di energia. Fotosintesi e adattamenti delle piante: fotosintesi C3, C4 e CAM. Produttività primaria. Modelli globali di Produttività Primaria: clima e biomi. Metodi per misurare la produttività. Confronto della produttività negli ecosistemi naturali. Ecosistemi terrestri. Ecosistemi acquatici. Efficienza ecologica e struttura delle piante. Produttività secondaria. Efficienza ecologica degli animali. Regolazione condizioni interne: Endotermia ed ectotermia. Le piramidi ecologiche. Catene di pascolo e di detrito. Modelli di controllo del flusso di energia negli ecosistemi: Modelli: bottom-up, top-down. Cascate trofiche. Reti trofiche. Riciclizzazione dei nutrienti e immagazzinamento. Studio di un bacino idrografico: Hubbard Brook Forest, esperimento di rimozione sperimentale di una foresta. Processi di decomposizione. Cicli dei nutrienti. Dinamica degli ecosistemi. Ecologia di popolazione Caratteristiche delle popolazioni. Densità e dispersione spaziale. Fattori limitanti: legge del minimo di Liebig. Legge della tolleranza di Shelford. Studio statistico delle dimensioni di popolazioni. Parametri demografici. Tecniche demografiche: tabelle di vita, valore riproduttivo, struttura per età. Accrescimento delle popolazioni: modelli di crescita esponenziale e logistico. Modelli stocastici. Regolazione della dimensione delle popolazioni. Genetica dei cambiamenti evolutivi. La popolazione come unità evolutiva, la legge di Hardy-Weinberg. Marcatori molecolari. Forze microevolutive. Adattamento e selezione naturale. Concetti di specie. Meccanismi di isolamento riproduttivo. Meccanismi di speciazione. Ecologia di Comunità Composizione e struttura. Successioni ecologiche. Modelli di strategie di successione. Il climax. Specie chiave. Interazioni interspecifiche e struttura di comunità: classificazione delle interazioni, competizione: principio di esclusione competitiva; competizione in popolazioni sperimentali ed in natura. La nicchia ecologica: caratteristiche; lo spostamento dei caratteri. Predazione: sistemi predatore-preda, modelli matematici di predazione. Parassitismo. Commensalismo. Mutualismo. Coevoluzione.
Prerequisiti
L’insegnamento di Ecologia nel percorso triennale è al I anno, incluso quindi tra gli insegnamenti di base. Le conoscenze che sarebbero importanti avere acquisito sono quelle fornite dall’insegnamento di Calcolo e Biostatistica: strumenti di base logico-matematici, e di Biologia Cellulare: struttura della cellula, riproduzione cellulare, cellule procariotiche ed eucaristiche.
Testi di riferimento
M. L. Cain, W. D. Bowman, S. D. Hacker. ECOLOGIA. Piccin Nuova Libraria S.p.a., Padova. 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.
Frequenza
La frequenza delle lezioni dell’insegnamento non è obbligatoria.
Modalità di esame
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).
Modalità di erogazione
Il corso è strutturato in lezioni teoriche frontali ed esercitazioni. In particolare, sono previste 52 ore complessive di didattica (6 CFU), di cui 40 ore di lezione frontale (5 CFU) e 12 ore di esercitazioni (1 CFU). Le lezioni si svolgono settimanalmente in aula e l’esposizione avviene mediante l’utilizzo di diapositive su power-point.
  • Codice insegnamento1003884
  • Anno accademico2024/2025
  • CorsoBiotecnologie Agro-Alimentari e Industriali
  • CurriculumCurriculum unico
  • Anno1º anno
  • Semestre2º semestre
  • SSDBIO/07
  • CFU6
  • Ambito disciplinareDiscipline biotecnologiche con finalità specifiche: biologiche e industriali