Scienze e Didattica dei Sistemi Naturali - Sciences and Teaching of Natural Systems

LAURA PARDUCCI
LAURA PARDUCCI

Il corso è composto da due parti:
1. DNA Antico – teoria e studio, discussione e presentazione orale di casi studio recenti.
2. DNA Antico – pratica con visite a laboratori di DNA moderni in Sapienza e visite virtuali in laboratori di DNA antico in Italia e altri paesi europei.
OBIETTIVI e RISULTATI DI APPRENDIMENTO del CORSO
Dopo aver completato la prima parte ci si aspetta che gli studenti e le studentesse siano in grado di:
· spiegare le peculiarità del DNA antico e la sua importanza nelle ricostruzioni del passato
· fornire una panoramica delle metodologie di laboratorio e di analisi genetiche utilizzate nello studio di materiale antico
· presentare le conoscenze teoriche di base dei processi evolutivi ed ecologici occorsi durante l'ultima era glaciale
· spiegare come sono cambiati gli ambienti negli ultimi 2,6 milioni di anni
· mettere in relazione cronologica gli eventi occorsi negli ultimi 2,6 milioni di anni
· fornire una panoramica dei processi che hanno modificato gli ambienti negli ultimi 2,6 milioni di anni
· contestualizzare i processi evolutivi occorsi a piante e animali attraverso una sintesi di conoscenze provenienti dai diversi ambiti di ricerca oggetto del corso.
Dopo aver completato la seconda parte ci si aspetta che gli studenti e le studentesse siano in grado di:
· spiegare come si estrae il DNA da reperti fossili e sedimenti antichi ed effettuare analisi sul DNA antico
· spiegare le peculiarità di un laboratorio di DNA antico rispetto ad uno moderno e di come si lavora in questo ambiente.

Al termine del corso, gli studenti e le studentesse saranno in grado di spiegare le peculiarità del DNA antico e la sua importanza nelle ricostruzioni del passato, fornendo una panoramica delle metodologie di laboratorio e delle analisi genetiche utilizzate nello studio di materiale antico. Sapranno presentare le conoscenze teoriche di base dei processi evolutivi ed ecologici occorsi durante l’ultima era glaciale e spiegare come gli ambienti siano cambiati negli ultimi 2,6 milioni di anni, mettendo in relazione cronologica gli eventi principali e fornendo una panoramica dei processi che hanno modificato gli ambienti nel corso del tempo.

Gli studenti e le studentesse saranno inoltre in grado di contestualizzare i processi evolutivi occorsi a piante e animali, sintetizzando conoscenze provenienti dai diversi ambiti di ricerca trattati nel corso. Infine, sapranno spiegare come si estrae il DNA da reperti fossili e sedimenti antichi ed effettuare analisi sul DNA antico, comprendendo le peculiarità di un laboratorio di DNA antico rispetto a uno moderno e le modalità operative per lavorare in questo ambiente sicuro.

L’accesso al corso richiede conoscenze di base in Archeologia, Geografia, Geologia, Genetica e Biologia.

Questo corso intende fornire le conoscenze più recenti su come si utilizza il DNA estratto da resti fossili e sedimenti antichi per studiare I processi che hanno modellato l'evoluzione e la distribuzione di specie vegetali e animali negli ultimi 2,6 milioni di anni. Questi processi includono sia i cambiamenti del clima e del livello del mare che cambiamenti biologici come la speciazione, e l’estinzione delle specie. Il corso analizza casi di studio recenti quali la ricostruzione di palaeoambienti, l'ibridazione tra specie umane, la migrazione le espansioni demografiche dopo le glaciazioni e l'estinzione di specie vegetali e animali. Verrà inoltre fornita una panoramica di altri metodi biomolecolari attualmente utilizzati su resti antichi. Il corso ha una componente pratica in cui gli studenti e le studentesse visiteranno laboratori e prenderanno visione di video girati all’interno di laboratori di DNA antico e impareranno come si estrae e si analizza il DNA da resti fossili e su come utilizzare strumenti computazionali per analizzare i dati di sequenza risultanti.

Il corso è composto da due parti:
1. DNA Antico – teoria e studio, discussione e presentazione orale di casi studio recenti.
2. DNA Antico – pratica con visite a laboratori di DNA moderni in Sapienza e visite virtuali in laboratori di DNA antico in Italia e altri paesi europei.

Materiale didattico:
La maggior parte del materiale sarà reso disponibile durante il corso attraverso la piattaforma Moodle e-learning.

Libri di testo consigliati:

Lindqvist, Charlotte, and Om P. Rajora (eds.). Paleogenomics: Genome-Scale Analysis of Ancient DNA. Springer, 2019. ISBN 978-3-030-04753-5. Disponibile anche in formato e-book presso la Stockholm University.

Capo, Eric, Cecilia Barouillet, and John Smol (eds.). Tracking Environmental Change Using Lake Sediments. Springer, 2024. Disponibile anche in formato e-book.

Il corso prevede circa 32 ore di lezioni frontali, suddivise in 16–18 lezioni teoriche e circa 24 ore dedicate a esercitazioni pratiche, che includono seminari con presentazioni orali da svolgersi in aula e lavori pratici in laboratorio. La parte di laboratorio per le attività relative al DNA antico, dove l’accesso diretto è limitato a causa dell’elevato rischio di contaminazione, verrà svolta in modalità virtuale.

Le lezioni e la parte pratica del corso forniscono una panoramica dei principali argomenti e la loro frequenza non è obbligatoria ma è fortemente consigliata: assenze frequenti risultano in una minore capacità di rispondere alle domande dell'esame.

La valutazione comprende un progetto intermedio, che prevede la preparazione e la presentazione orale di circa 15 minuti su un argomento selezionato, svolto durante il corso sotto forma di seminario o presentazione individuale (25% del voto finale), e un esame orale finale (75%), che verifica la comprensione complessiva degli argomenti trattati nel corso.

Spiega le principali caratteristiche del DNA antico e discuti il suo ruolo nello studio dei cambiamenti ambientali ed evolutivi avvenuti durante il Quaternario.
Descrivi le fasi principali dell’estrazione del DNA da sedimenti antichi. Quali sono le precauzioni specifiche che si devono adottare in un laboratorio di DNA antico rispetto a un laboratorio moderno?
Scegli un periodo compreso negli ultimi 130.000 anni e ricostruisci un possibile scenario evolutivo per una vegetazione presente nell’Italia meridionale, integrando dati genetici, paleoambientali e paleontologici

• Argomento 1, settimana 1
  • Testi di riferimento: xx


• Argomento 2, settimana 2
  • Testi di riferimento: xx