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60/57/12 - ECOLOGIA

Anno Accademico ​2016/2017

Docente
ANTONIO ​PUSCEDDU (Tit.)
Periodo
Secondo Semestre​
Modalità d'Erogazione
Convenzionale​
Lingua Insegnamento




Informazioni aggiuntive

CorsoPercorsoCFUDurata(h)
[60/57] ​ ​BIOLOGIA [57/00 - Ord. 2012] ​ ​PERCORSO COMUNE868
Obiettivi

L’insegnamento mira in prima istanza a dotare lo studente del necessario bagaglio terminologico e delle nozioni basilari dell’ecologia. Lo studente sarà guidato a comprendere: i) la complessità dei processi omeostatici della biosfera, attraverso l’analisi dei differenti livelli gerarchici di organizzazione biologica al di sopra di quelli molecolare e cellulare, ovvero dalla biosfera alla popolazione, ii) delle relazioni biunivoche tra organismi e ambiente, iii) delle interazioni biologiche. Lo scopo del corso è quello di fornire allo studente le basi per comprendere come i processi ecologici sono influenzati dall’ambiente fisico e dalle attività antropiche, e viceversa. Particolare enfasi è posta ai processi termodinamici di funzionamento degli ecosistemi, ai cicli biogeochimici, alle interazioni biotiche (e.g., competizione, predazione e interazioni positive) e alle relazioni tra biodiversità e struttura e funzionamento degli ecosistemi. Lo studente sarà chiamato ad acquisire le capacità applicative essenziali ed utili al fine della caratterizzazione strutturale di un ecosistema ed alla analisi quali-quantitativa delle varie componenti della biodiversità. Le conoscenze acquisite permetteranno allo studente di affrontare una formazione avanzata nei campi dell’ecologia di base ed applicata.
Con riferimento ai Descrittori di Dublino, l’insegnamento mira a dotare lo studente di:
a) Conoscenza dei concetti propri dell’ecologia, e capacità di comprensione del funzionamento della biosfera
b) Capacità applicative, mediante acquisizione di competenze metodologiche in campo ecologico, con riferimento a: i) misura delle principali variabili ambientali, ii) misura ed analisi della biodiversità, iii) uso di bioindicatori
c) Autonomia di giudizio, mediante acquisizione dei principi basilari della interpretazione di dati ecologici
d) Abilità nella comunicazione, mediante acquisizione di un appropriato bagaglio terminologico della disciplina ecologica
e) Capacità di apprendere, mediante acquisizione dei principi basilari della analisi della letteratura scientifica nel campo dell’ecologia

Prerequisiti

Nozioni di base di biologia generale (indispensabile), botanica generale e sistematica (indispensabile), fisiologia e morfologia vegetale (indispensabile), zoologia e sistematica (indispensabile), chimica inorganica (indispensabile) e organica (utile), biochimica (utile), genetica (indispensabile) e statistica (utile).

Contenuti

• INTRODUZIONE ALL’ECOLOGIA (4 ore): Cenni storici - Definizione di Ecologia - Livelli di organizzazione gerarchica - Ecologia in pratica.
• L’ECOSISTEMA (6 ore): Definizione di ecosistema - Modellizzazione - Componenti dell’ecosistema - Struttura generale - Il flusso di energia negli ecosistemi - Produzione primaria - Produzione secondaria - Decomposizione - Struttura trofica.
• L’AMBIENTE FISICO E I CICLI BIOGEOCHIMICI (8 ore): L’ambiente acquatico: il ciclo dell’acqua, caratteristiche fisiche dell’acqua, illuminazione, temperatura, l’acqua come solvente, Ossigeno disciolto, Anidride carbonica - Adattamenti degli organismi all’ambiente - L’ambiente terrestre: condizionamenti degli organismi - Distribuzione verticale della luce - Suolo. Generalità sui cicli biogeochimici: definizione, pool di scambio e pool di riserva, cicli gassosi e sedimentari - Il ciclo del carbonio - Il ciclo dell’azoto - Il ciclo del fosforo - Il ciclo dello zolfo - I cicli e le attività umane.
• RELAZIONI ORGANISMI E AMBIENTE (4 ore): Il concetto di condizione limitante e la legge del minimo di Liebig - Legge di Shelford e limiti di tolleranza - Valenza ecologica
• DINAMICA DI POPOLAZIONE (6 ore): Definizione di popolazione - Caratteristiche di una popolazione - La taglia di una popolazione - Natalità e mortalità - Tasso di sopravvivenza - Tavole di mortalità - Le curve di sopravvivenza - Specie iteropare e semelpare - Tipi di accrescimento: esponenziale e logistico - Capacità portante e potenziale biotico - Fattori che limitano l’accrescimento di una popolazione - Strategie r e K - La crescita della popolazione umana.
• INTERAZIONI BIOLOGICHE (12 ore): Competizione, i modelli di Lotka-Volterra, il principio di esclusione competitiva, competizione e risorse - Modello di Tillman per la competizione e definizione di R* - Predazione, il modello di Lotka-Volterra preda-predatore, meccanismi difensivi e mimetismo - Altre interazioni tra popolazioni.
• LA NICCHIA ECOLOGICA (2 ore): Significati di habitat e nicchia - Il concetto di habitat e selezione- Corporazioni ed equivalenti ecologici - Nicchia di ipervolume o multidimensionale - Parametri della nicchia ecologica: ampiezza (nicchia fondamentale e nicchia realizzata), sovrapposizione.
• LE COMUNITA’ BIOLOGICHE (4 ore): Definizioni - Concetto di comunità - Comunità chiusa e comunità aperta - Confini delle comunità - Successioni ecologiche - Stabilità e struttura della comunità.
• BIODIVERSITÀ (6 ore): Definizioni di biodiversità - Livelli di biodiversità - Misura e stime della ricchezza specifica - Gli indici di diversità - L’organizzazione spaziale della diversità - Fattori che influenzano la biodiversità - Biodiversità e funzionamento degli ecosistemi - La perdita di Biodiversità
• BIOSFERA E BIOMI (4 ore): Definizione e caratteristiche della biosfera - Modelli climatici - Modelli temporali - Fattori che influenzano la distribuzione delle specie - I biomi e il concetto di forma biologica dominante - I biomi terrestri e gli ecosistemi acquatici
• LABORATORIO (12 ore): Metodologie e strumenti di campionamento (4 ore), Disegno sperimentale in ecologia (4 ore); Analisi della biodiversità (4 ore).

Metodi Didattici

Il corso è erogato in due parti, la prima delle quali dedicata all’apprendimento frontale di principi e definizioni (7 crediti: 56 ore) e la seconda (1 credito: 12 ore) dedicata alle esperienze di laboratorio. Le lezioni frontali in aula si basano sulla spiegazione di schemi, immagini e filmati. Le esperienze pratiche prevedono l’apprendimento delle metodologie di base del monitoraggio ambientale e del disegno sperimentale in campo ecologico.

Verifica dell'apprendimento

La modalità di verifica del profitto, in lingua italiana, prevede una prova finale scritta. La valutazione viene espressa in trentesimi. I CFU sono acquisiti dallo studente con il superamento della prova con votazione minima di 18/30. L’esame si svolge mediante compilazione di test a risposta multipla e a risposta aperta. Il test consta di 16 quesiti, dei quali 14 a risposta multipla e 2 a risposta aperta. La durata della prova è fissata in 60 minuti. A ciascun quesito a risposta multipla corrisponde un punteggio massimo di 2 punti. Ai quesiti con risposta aperta corrispondono 1,5 punti ciascuno. Il punteggio massimo per ciascuna domanda si raggiunge solo conferendo tutte le risposte giuste. Per i quesiti a risposta multipla, in caso di conferimento solo di una parte delle risposte giuste il punteggio corrisponderà alle frazioni di 2; per ogni risposta sbagliata (tra quelle proposte per ciascun quesito a risposta multipla) saranno sottratti 0.4 punti. Qualora, per ogni singolo quesito a risposta multipla, il numero di risposte sbagliate superi il numero di risposte giuste, sarà attribuito il punteggio 0. Il punteggio dei quesiti con risposte aperte è conferito sulla base della correttezza anche terminologica delle risposte. La lode è conferita nel caso in cui la somma dei punteggi superi i 30/30. Sulla base delle risposte alle domande aperte, potrà essere conferita la lode. Il punteggio finale è arrotondato all’intero più vicino.
I quesiti a risposta multipla sono concepiti per valutare il raggiungimento degli obiettivi formativi relativi a: i) conoscenza dei concetti propri dell’ecologia, ii) capacità di comprensione del funzionamento della biosfera, iii) capacità di apprendere. L’acquisizione di: i) capacità applicative, ii) autonomia di giudizio, iii) abilità nella comunicazione sarà valutata sulla base della correttezza, proprietà terminologica e sintesi delle risposte alle domande aperte.

Testi

Smith T.M e Smith R.L. ELEMENTI DI ECOLOGIA Pearson (riferimento)
Chelazzi G., Provini A., Santini G., ECOLOGIA DAGLI ORGANISMI AGLI ECOSISTEMI, Casa Editrice Ambrosiana (riferimento)
Odum E.P. e Barrett G.W. FONDAMENTI DI ECOLOGIA Piccin (consultazione)
Ricklefs R.E. L’ECONOMIA DELLA NATURA Edizioni Zanichelli (consultazione)
Townsend C.R., Harper J.L. e Begon M. L’ESSENZIALE DI ECOLOGIA Edizioni Zanichelli (consultazione)

Altre Informazioni

Il materiale didattico utilizzato in aula sarà messo a disposizione degli studenti durante le lezioni.