Syllabus del corso
Obiettivi formativi
Il corso ha lo scopo di introdurre i campi di indagine dell'ecologia. Agli studenti verranno presentate le domande che si pongono gli ecologi e i metodi utilizzati per rispondere alle domande ecologiche. Un'enfasi particolare sarà rivolta ai processi a livello di popolazione, comunità ed ecosistema. Saranno considerati sia i sistemi terrestri che quelli acquatici.
Conoscenze e capacità di comprensione applicate: il corso permetterà di approfondire i principali concetti e teorie che guidano le ricerche in ecologica
Autonomia di giudizio: raccogliere ed interpretare i dati ecologici
Capacità comunicative: il corso si propone di fornire allo studente le capacità per comunicare in modo efficace, appropriato e con linguaggio specifico, i concetti appresi durante il corso
Capacità di apprendere: al termine del corso lo studente dovrà essere in grado di approfondire in modo autonomo gli argomenti trattati nel corso, anche tramite la consultazione di testi di bibliografia specifica
Contenuti sintetici
Definizioni di ecologia , Autoecologia-sinecologia, Organismi unitari , Organismi modulari, Popolazioni, Metapopolazioni, Comunità, Ecosistemi, Biomi, Biosfera, Fattori ecologici:condizione e risorse, Dinamiche di popolazione, Predazione, Simbiosi e mutualismo, Coprofagi, Parassitismo, Competizione intraspecifica, Demografia, Comunità, Successione primaria e secondaria, Climax, Flussi di energia negli ecosistemi, Cicli biogeochimici, Teoria della biogeografia insulare, Conservazione della natura, Clima, Biomi, Ipotesi Gaia di Lovelock
Programma esteso
Introduzione al corso, Modalità' di esame, Definizioni di ecologia (Haeckel, Krebs, Begon, Odum), Livelli gerarchici, Autoecologia-sinecologia, Organismi unitari, Organismi modulari (ramificantisi liberamente, rizomatosi e stoloniferi, formanti cespugli, persistenti pluriramificati, Organismi modulari: ramet e genet Popolazioni, Metapopolazioni, Popolazioni pozzo e popolazioni sorgente, Comunità, Ecosistemi, Biomi, Biosfera, Biosfera 2, Fattori ecologici: abiotici e biotici, Fattori ecologici: condizione e risorsa, Definizione di fattore limitante, Successo biologico in funzione del fattore ecologico, Risorse consumabili ed esauribili: Risorse essenziali, Risorse perfettamente sostituibili, Risorse complementari, Risorse antagoniste. Acclimatazione: esempio con Cryptopygius antarticus, importanza del glicerolo nelle farfalle, Pesci del polo sud, Regola di Allen, Regola di Bergmann, Letargo, Ibernazione, Vivere ad alte temperature: estivazione, traspirazione piante, modificazione comportamento (iguana del deserto), interruzione processi omeostatici per brevi periodi (variazione temperatura corporea scoiattolo di terra), Camini idrotermali Alvinella pompeiana, Vestimentiferi, Utilizzo occhi peduncolati come recettori calore, Importanza degli scheletri di balena per gli organismi dei camini idrotermali, Modalità differente di escrezione azoto: ammoniaca, Urea e Acido Urico, Adattamenti evolutivi (plusvarianti, meno varianti), Ruolo della temperatura nella vincita di una competizione tra due specie, il pH. Strategie messe in atto dagli organismi per sopravvivere ad eventi avversi, Criptobiosi, Diapausa, Migrazione ciclica, Migrazione che avviene una sola volta (anguille, storioni), Migrazione che prevede nascita e morte degli organismi nello stesso posto (caso della farfalla Vanessa atalanta), Classificazione di Raunkiaer: adattamento delle piante alla stagione sfavorevole), Forme biologiche delle piante: fanerofite, camefite, emicriptofite, geofite, terofite, Definizione di nicchia ecologica, Nicchia fondamentale e nicchia realizzata, (Esempio con Planaria gonocephala e Planaria montenegrina), Principio di esclusione di Gauss, Guild, Equivalenti ecologici, Nicchia ecologica determinata sia da fattori biotici sia abiotici (esempio con Balani), Dinamiche di popolazione, Metodo cattura e ricattura di Peterson per la stima della densità della popolazione, Densità popolazioni (N), Natalità (B), Mortalità (D), esempio con curva accrescimento stambecco. Predazione. Simbiosi e mutualismo, Esempio pesce pulitore, Esempio pesce pagliaccio e anemone, Proterandria proteroginia, Mutualismo tra piante e formiche, Mutualismo tra piante e scarafaggi, Mutualismo all’interno del tubo digerente, Mutualismo coralli e alghe, Saprofiti (decompositori e detritivori), Coprofagi, Scarafaggi seppellitori, Parassitismo, Definizioni di parassitismo (Leukart, Crofton). Successione primaria e secondaria, Studio successione primaria, esempio vulcano con diverse colate laviche, Climax (monoclimax e policlimax), Flussi di energia negli ecosistemi, Prima legge termodinamica, Seconda legge termodinamica, Produttività primaria lorda e produttività primaria netta, Respirazione, Produttività netta della comunità, Produttività secondaria. Piramidi inverse di numero e biomassa, Cicli biogeochimici, Ciclo del carbonio, Ciclo del fosforo, Il fenomeno dell’eutrofizzazione, Ciclo dell’azoto, Inquinamento lago d’Orta, Teoria della biogeografia insulare, Tasso di immigrazione in funzione del numero di specie residenti, Tasso di estinzione in funzione del numero di specie residenti, Dati sperimentali a supporto teoria biogeografica, Parchi come isole ecologiche, Conservazione della natura, Estinzione del Dodo e sua influenza su pianta del dodo, Gestione delle risorse animali e vegetali, Optimum di produzione (produzione massima sostenibile), Sistema delle quote fisse nell’unità di tempo, Sistema delle quote variabili, Sforzo di prelievo, Scampo regolamentato, Clima, Radiazione solare, moti del pianeta, forma e struttura della superficie terrestre, Radiazione solare e termica, Effetto marittimo e altitudinale, Bioclima continentale e bioclima marittimo, Climogramma, Biomi, Tundra artica, Tundra alpina, Foreste di conifere (taiga, foreste montane), Foreste temperate, Praterie (steppa), Savana (variazione biomassa in relazione al fuoco, biomassa animale in relazione disponibilità acqua), Deserti, Foreste tropicali pluviali, Ipotesi Gaia di Lovelock
Prerequisiti
nessuno
Metodi didattici
lezioni frontali supportate da powerpoint e video
Lucidi scaricabili dalla piattaforma e-learning
ciascuna pagina dei lucidi è corredata da un codice ed una pagina che fanno riferimento a dei libri di testo di ecologia che possono essere eventualmente consultati
dispense disponibili sulla piattaforma e-learning
video disponibili sulla piattaforma e-learning
Modalità di verifica dell'apprendimento
Esame orale
Testi di riferimento
libri di testo consigliati: ELEMENTI DI ECOLOGIA, THOMAS SMITH, ROBERT SMITH, NONA EDIZIONE, PEARSON EDITORE
Sustainable Development Goals
Learning objectives
This course is a comprehensive introduction to ecology. Students will be introduced to the types of questions asked by ecologists and the methods that are used to answer ecological questions. Particular emphasis will be paid to population, community, and ecosystem level processes. Both terrestrial and aquatic systems will be considered.
Applying Knowledge and understanding: the course will deepen the principal concepts and theories that guide ecological inquiry.
Making judgments: Collect and interpret the relevant ecological data.
Communication skills: the course aims to provide the skills to communicate effectively, appropriately and with specific language, the concepts learned during the course.
Learning skills: At the end of the course the student must be able to study in depth the topics covered in the course, also by consulting specific bibliography texts.
Contents
Definitions of ecology, Autoecology-synecology, Unitary organisms, Modular organisms, populations, metapopulation, Community, ecosystems, biomes, Biosphere, Ecological factors: condition and resources, Population dynamics, Predation, Symbiosis and mutualism, coprophagous, Parasitism, Intraspecific competition, Demography, Community, Primary and secondary succession, Climax, Energy flows in ecosystems, Biogeochemical cycles, Theory of insular biogeography, Conservation of nature, Climate, biomes, Gaia hypothesis of Lovelock
Detailed program
Definitions of ecology (Haeckel, Krebs, Begon, Odum), Autoecology and synecology, Unitary organisms, Modular organisms (free-forming, rhizomatous and stoloniferous, bush-forming, persistent multi-ramified, Modular organisms: ramet and genet, populations, metapopulation, Community, ecosystems, biomes, Biosphere, Biosphere 2, Ecological factors: abiotic and biotic, Ecological factors: condition and resource, Definition of limiting factor, Biological success in function of the ecological factor. Consumable and exhaustible resources: Essential resources, Perfectly replaceable resources, Complementary resources, Antagonistic resources, Acclimatization: example with Cryptopygius antarticus, importance of glycerol in butterflies, South Pole Fish, Allen's Rule, Bergmann's Rule, lethargy, Hibernation, Living at high temperatures: estivation, transpiration plants, behavior modification (desert iguana), interruption of homeostatic processes for short periods (earth squirrel body temperature variation), Alvinella pompeiana hydrothermal fireplaces, Vestimentiferi, Use of pedicled eyes as heat receptors, Importance of whale skeletons for hydrothermal chimney organisms, Different modality of nitrogen excretion: ammonia, urea and uric acid, Evolutionary adaptations, Role of temperature in the winning of a competition between two species, the pH, Documentary vision an inconvenient truth and the president's island, Strategies implemented by organisms to survive adverse events, cryptobiosis, diapause, Cyclical migration, One-time migration (eels, sturgeons), Migration involving birth and death of organisms in the same place (case of the butterfly Vanessa atalanta), Raunkiaer classification: adaptation of plants to the unfavorable season), Biological forms of plants: fanerophytes, camephites, hemicriptophytes, geophytes, therophytes, Definition of ecological niche, Fundamental niche and realized niche, (Example with Planaria gonocephala and Planaria montenegrina), Principle of exclusion of Gauss, Guild, Ecological equivalents, Ecological niche determined by both biotic and abiotic factors (example with barnacles, Population dynamics, Method of capture and recapture of Peterson (estimation of population density), Populations Density (N), Births (B), Mortality (D), Predation, Symbiosis and mutualism, Example cleaner fish, Example clownfish and anemone, Proterandria proteroginia, Mutualism between plants and ants, Mutualism between plants and cockroaches, Mutualism within the digestive tract, Mutualism corals and algae, Saprophytes (decomposers and detritivores), coprophagous, Beetles burials, Parasitism, Definitions of parasitism, Community, Succession (pioneer and late species), Primary and secondary succession, Study of primary succession, Climax (monoclimax and policlimax), Energy flows in ecosystems, Gross primary productivity and net primary productivity, Net productivity of the community, Secondary productivity, Ecological pyramids of number, biomass and energy, Reverse pyramids of number and biomass, Biogeochemical cycles, Carbon cycle, Phosphorus cycle, The phenomenon of eutrophication, Nitrogen cycle, Theory of insular biogeography, Immigration rate according to the number of resident species, Rate of extinction depending on the number of resident species, Experimental data supporting biogeographic theory, Parks like ecological islands, Conservation of nature, Extinction of the Dodo and its influence on the plant Calvaria major, Management of animal and plant resources, Production Optimum (Maximum Sustainable Production), System of fixed quotas in the unit of time, Variable quote system, Withdrawal effort, Regulated escape, Climate, Solar radiation, motions of the planet, shape and structure of the earth's surface, Solar and thermal radiation, Maritime and altitudinal effect, Continental bioclimate and maritime bioclimate, Climogramma, biomes, Arctic tundra, Alpine tundra, Forests of conifers (taiga, mountain forests), Temperate forests, Prairies (steppe), Savana (biomass variation in relation to fire, animal biomass in relation to water availability), Deserts, Tropical rainforests, Gaia hypothesis of Lovelock
Prerequisites
no Prerequisites
Teaching methods
lectures supported by powerpoint and videos
Teaching material consists of:
slides available from the e-learning platform
each page of the slides is accompanied by a code and a page that refer to the textbooks of ecology that can be also consulted
Slides available on the e-learning platform
videos available on the e-learning platform
Assessment methods
Oral
Textbooks and Reading Materials
Recommended textbooks:
ELEMENTS OF ECOLOGY, THOMAS SMITH, ROBERT SMITH, NINTH EDITION, PEARSON PUBLISHER
Sustainable Development Goals
Staff
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Paolo Galli
