Syllabus del corso
Obiettivi
Il corso si focalizza sullo studio della biodiversità animale, fornendo strumenti per la comprensione e la conservazione della diversità animale. Gli argomenti trattati durante il corso riguardano le definizioni, le stime e i pattern di biodiversità, la pianificazione di ricerche nel campo della biodiversità, le tecniche utili allo studio della biodiversità, la biologia e la genetica della conservazione, le minacce alla biodiversità animale, gli strumenti per la preservazione e il restauro della biodiversità.
- Conoscenza e capacità di comprensione: I partecipanti arriveranno a conoscere i concetti chiave e approfonditi della biodiversità, dalle definizioni, ai pattern nel tempo e nello spazio, alla pianificazione di ricerche scientifiche che riguardino la biodiversità, alle principali tecniche di analisi (con focus su analisi molecolari) per lo studio della biodiversità e della conservazione della biodiversità, al quadro giuridico nazionale ed internazionale riguardo temi legati alla biodiversità.
- Capacità di applicare conoscenza e comprensione: I partecipanti saranno in grado di applicare le conoscenze acquisite a casi di studio sul tema della caratterizzazione e della conservazione della biodiverità animale.
- Autonomia di giudizio: I partecipanti saranno in grado di individuare autonomamente le problematiche e le metodologie più efficaci per lo studio e la conservazione della biodiversità in casi studio attuali.
- Abilità comunicative: I partecipanti sapranno esprimersi chiaramente e in maniera scientificamente corretta riguardo a temi di biodiversità, anche grazie all'esame finale in cui dovranno presentare studi scientifici recenti.
- Capacità di apprendimento: I partecipanti sapranno approfondire in maniera autonoma argomenti relativi al tema della biodiversità e sapranno integrare le conoscenze acquisite con futuri insegnamenti riguardanti la diversità, l'ecologia e l'evoluzione animale.
Contenuti sintetici
Definizioni e stime della biodiversità animale, strumenti e tecniche per lo studio della diversità animale, biologia e genetica della conservazione.
Programma esteso
Che cosa è la diversità biologica.
Introduzione e struttura del corso. Definizioni di biodiversità dai geni agli ecosistemi e biodiversità funzionale. Misura della biodiversità.
Patterns di biodiversità.
Dimensioni della biodiversità animale. Pattern spaziali e temporali della biodiversità animale. Hotspot di biodiversità.
Minacce alla biodiversità animale.
Impatti umani e loro effetto sulla biodiversità animale. Degradazione, perdita e frammentazione degli habitat. Inquinamento. Sovrasfruttamento. Specie invasive e malattie. Cambiamento climatico.
Biodiversità, funzionamento degli ecosistemi e servizi ecosistemici.
Contributo della biodiversità animale al funzionamento degli ecosistemi e ai servizi ecosistemici. Valore della biodiversità e dei servizi ecosistemici.
Pianificare una ricerca e campionamento.
Pianificazione di una ricerca sulla biodiversità. Strategie di campionamento. Tecniche di monitoraggio e campionamento.
Variazione fenotipica e genetica.
Diversità fenotipica. Diversità genetica dai cromosomi ai polimorfismi a singolo nucleotide.
Sequenziamento di acidi nucleici.
Estrazione di acidi nucleici. Tecniche di sequenziamento di prima, seconda e terza generazione. Metodologie, tra cui whole genome sequencing, reduced representation sequencing, trascrittomica e altre scienze 'omiche'.
Inferenza filogenetica.
Teoria e definizioni. Metodi per la ricostruzione filogenetica. Applicazioni dell'inferenza filogenetica nello studio della biodiversità animale.
Variazione a livello di popolazione.
Introduzione alla genetica di popolazione. Il principio di Hardy-Weinberg e deviazioni dalle assunzioni. Deriva genica. Dimensione effettiva della popolazione. Selezione naturale. Suddivisione della popolazione. Disequilibrio gametico.
Risposte evolutive agli impatti.
Ibridazione. Specie invasive. Popolazioni sfruttate. Cambiamento climatico.
Genetica della conservazione.
Inbreeding depression. Demografia ed estinzione. Connettività delle popolazioni. Conservation breeding e restauro genetico. Indetificazione e monitoraggio genetico. Unità di conservazione.
Pianificazione e prioritizzazione della conservazione.
Conservazione a livello di specie e la IUCN Red List. Conservazione a livello di sito e aree protette. Conservazione animale in ambiente urbano. Restauro ecologico.
Quadro legale della biologia della conservazione.
Leggi e politiche ambientali a livello internazionale e nazionale.
Seminai e casi studio.
Prerequisiti
Nessuno
Modalità didattica
Tutte le lezioni vengono svolte in presenza e comprendono: 90% di didattica erogativa, svolta tramite lezioni frontali e seminari di esperti (19 lezioni da 2 ore); 10% di didattica interattiva, svolta tramite discussione di argomenti rilevanti al corso e di casi studio riguardanti lo studio e la conservazione della biodiversità animale (due lezioni da 2 ore).
Materiale didattico
PowerPoint Slides
Scientific Papers
Conservation Biology: Foundations, Concepts, Applications (3rd Edition). Fred Van Dyke, Rachel L. Lamb. Springer
Conservation and the Genomics of Populations (3rd Edition). Fred W. Allendorf et al. Oxford University Press
Periodo di erogazione dell'insegnamento
Primo semestre
Modalità di verifica del profitto e valutazione
Il colloquio orale verterà sugli argomenti trattati a lezione e inizierà con la presentazione e discussione di un caso studio (articolo scientifico) riguardante gli argomenti del corso (articolo da concordare con il docente). Successivamente verrà accertata la conoscenza degli argomenti trattati a lezione sia mediante domande generali, dove l'esaminat* dovrà dimostrare di padroneggiare gli argomenti del corso, la proprietà di linguaggio e la capacità di connessione tra vari argomenti, sia mediante domande specifiche su particolari concetti, tecniche e casi studio. Nel complesso l'esaminat* dovrà dimostrare sia la profonda compresione degli argomenti, sia la capacità di applicare le tecniche e le conoscenze apprese a casi studio reali.
Non sono previste prove in itinere.
Orario di ricevimento
Su appuntamento tramite email (davide.maggioni@unimib.it)
Sustainable Development Goals
Aims
This course examines the definitions, patterns, estimates and conservation of animal biodiversity. Topics include planning a biodiversity research, techniques and analyses to be used to study animal biodiversity, conservation biology and genetics, threats to biodiversity, instruments to manage, preserve and restore animal biodiversity.
- Knowledge and understanding skills: Students will come to know the key and in-depth concepts of biodiversity, from definitions, to patterns in time and space, to planning scientific research involving biodiversity, to the main analytical techniques (with focus on molecular analyses) for the study of biodiversity and biodiversity conservation, to the national and international legal framework regarding biodiversity-related topics.
- Ability to apply knowledge and understanding: Students will be able to apply the acquired knowledge to case studies on the topic of animal biodiversity characterization and conservation.
- Autonomy of judgment: Students will be able to independently identify the most effective issues and methodologies for the study and conservation of biodiversity in current case studies.
- Communication skills: Students will be able to express clearly and scientifically about biodiversity topics, including through the final exam in which they will have to present recent scientific studies.
- Learning skills: Students will know how to independently investigate topics related to the topic of biodiversity and will know how to integrate their acquired knowledge with future teachings on animal diversity, ecology, and evolution.
Contents
Definitions and estimates of biodiversity, instruments and techniques to study and preserve animal biodiversity, conservation biology and genetics.
Detailed program
What is the biological diversity.
Introduction and structure of the course. Definitions of biodiversity from genes to ecosystems and functional biodiversity. Measuring biodiversity.
Patterns of biodiversity.
The magnitude of the known animal biodiversity. Temporal and spatial patterns of animal biodiversity. Biodiversity hotspots.
Threats to animal biodiversity.
Human impacts and their effect on animal biodiversity. Habitat degradation, loss, and fragmentation. Pollution. Overexploitation. Invasive species and diseases. Global climate change.
Biodiversity, ecosystem functioning and services.
Contribution of animal biodiversity to ecosystem functioning and ecosystem services. The value of biodiversity and ecosystem services.
Planning a biodiversity research and sampling.
Planning a biodiversity research. Sampling strategies. Monitoring and sampling techniques.
Phenotypic and genetic variation.
Phenotypic diversity. Genetic diversity from chromosomes to single nucleotide polymorphisms.
Nucleic acid sequencing.
Nucleic acid extraction. Sequencing technologies from first to third generation sequencing. Sequencing methodologies including whole genome sequencing, reduced representation sequencing, transcriptomics and other ‘omics’.
Phylogenetic inference.
Theory and definitions. Methods for reconstructing phylogenies. Application of phylogenetics in animal biodiversity studies.
Population-level variation.
Introduction to population genetics. The Hardy-Weinberg principle and deviations from its assumptions. Genetic drift. Effective population size. Natural selection. Population subdivision. Gametic disequilibrium.
Evolutionary responses to impacts.
Hybridization, invasive species, exploited populations, and climate change.
Conservation genetics.
Inbreeding depression. Demography and extinction. Population connectivity. Conservation breeding and restoration. Genetic identification and monitoring. Conservation units.
Conservation planning and prioritization.
Species level conservation and the IUCN Red List. Site level conservation and protected areas. Ecosystem management. Animal conservation in urban landscapes. Restoration.
Legal framework of conservation biology.
Environmental laws and policies at the International and national level.
Seminars and case studies.
Prerequisites
None
Teaching form
All lectures will be in presence and will include: 90% of delivered didactics, through frontal lectures and seminars by experts (19 2-hours lectures); 10% of interactive teaching, through discussion on relevan topics and case studies concerning the study and conservation of animal biodiversity (two 2-hours lectures).
Textbook and teaching resource
PowerPoint Slides
Scientific Papers
Conservation Biology: Foundations, Concepts, Applications (3rd Edition). Fred Van Dyke, Rachel L. Lamb. Springer
Conservation and the Genomics of Populations (3rd Edition). Fred W. Allendorf et al. Oxford University Press
Semester
First semester
Assessment method
The examination will focus on the topics covered during the course and will begin with the presentation and discussion of a case study (scientific article) concerning one or more topics of the course (article to be agreed with the lecturer). Subsequently, knowledge of the topics covered in the lectures will be assessed either through general questions, where the student will have to demonstrate mastery of the course topics, ownership of language and ability to connect various topics, or through specific questions on particular concepts, techniques and case studies. Overall, the student must demonstrate both a thorough understanding of the topics and the ability to apply the techniques and knowledge learned to actual case studies.
There will be no in-progress exams.
Office hours
By appointment by sending an email to the lecturer (davide.maggioni@unimib.it)
Sustainable Development Goals
Staff
-
Davide Maggioni
