Università degli Studi di Roma "Tor Vergata"

Elementi di botanica di base; concetto di pianta medicinale, pianta officinale, nutraceutico, fitocomplesso e fitofarmaco; metaboliti secondari (struttura, caratteristiche, ruolo biologico ed ecologico nelle piante e biosintesi); metodiche estrattive di metaboliti secondari da matrici vegetali; tecniche di rilevamento e caratterizzazione dei metaboliti secondari da estratti vegetali; biodisponibilità; influenza della dieta vegetale e delle piante medicinali nell’uomo dalle ere primitive ad oggi; descrizione ecologica e botanica delle principali famiglie di Angiosperme e individuazione delle molecole bioattive in esse contenute; effetti dei composti bioattivi vegetali sull’uomo e loro utilizzo nelle applicazioni tradizionali e nella medicina moderna; sistema delle colture in vitro vegetali per produzioni massiva di fitofarmaci.

materiale su didattica web

Introduzione all'evoluzione biologica, cenni di storia delle teorie evolutive, i principi fondamentali dell'evoluzione. La popolazione: polimorfismi e variazione geografica. Dall’equilibrio di Hardy-Weinberg alla struttura genetica di popolazioni: significato ed uso della statistica F. Forze dell'evoluzione e analisi di processi microevolutivi: mutazione, deriva genica e dimensione di popolazione, flusso genico, inincrocio e accoppiamento assortativo, selezione naturale e paesaggio adattativo. La geografia dell'evoluzione e la filogeografia. Specie e speciazione: meccanismi di isolamento riproduttivo e modalità di speciazione. Ibridazione interspecifica e introgressione genica. Classificazione, filogenesi e ricostruzioni filogenetiche. La coevoluzione.
Approfondimenti delle tematiche trattate attraverso lettura e discussione di articoli scientifici recenti pubblicati sulle riviste più prestigiose del settore.
Esercitazioni pratiche sulla classificazione e sulle tecniche di estrazione del DNA da campioni animali.

D.J.Futuyma, L'evoluzione, Zanichelli Editore

Introduzione: Definizioni di Ecologia; Livelli di organizzazione (individui, popolazioni, comunità, ecosistemi, biomi, biosfera) ; Osservazione e sperimentazione; Ecologia in pratica: alcuni esempi di studi ecologici; Perché sono utili i modelli matematici in ecologia?
L’ecosistema: Definizione di ecosistema; Caratteristiche dell’ecosistema; Flussi di energia negli ecosistemi; Produzione e decomposizione; Produzione primaria e fattori di controllo in ambienti terrestri ed acquatici; Produzione secondaria; Struttura trofica dell’ecosistema; Piramidi di energia, biomassa e numeri; Reti trofiche; Stabilità.
I fattori ambientali e i cicli biogeochimici: Fattori ambientali e relazioni tra organismi e ambiente; cicli biogeochimici: azoto, carbonio, fosforo, zolfo; Il ciclo dell’acqua; Interazioni dell’uomo con i cicli (eutrofizzazione, effetto serra, piogge acide, etc.)
Dinamica di popolazione: Definizione di popolazione; Organismi unitari e modulari; Dispersione spaziale (casuale, regolare e aggregata); Distribuzione per classi di età; Natalità, immigrazione, mortalità, emigrazione; Tavole di mortalità; Le curve di sopravvivenza; Specie iteropare e semelpare; Accrescimento esponenziale e logistico; Strategie r e K; Effetti della competizione interspecifica su due o più popolazioni; Modello di competizione interspecifica; Effetti della predazione; Modello di Lotka-Volterra e sue estensioni.
Le comunità biologiche: Definizione di comunità; Concetti di comunità chiusa e di comunità aperta; Struttura delle comunità: analisi dei gradienti e delle successioni; Tipi di successione; Teoria del disturbo intermedio; Evoluzione storica del concetto di nicchia ecologica; Nicchia ecologica hutchinsoniana; Habitat e nicchia ecologica; Descrizione della nicchia ecologica: ampiezza (nicchia fondamentale e nicchia realizzata, indici di ampiezza di nicchia, teoria dell’ottimizzazione, etc.) e sovrapposizione (indici di sovrapposizione); Gruppi trofici, funzionali, guilds, etc.;
Interazioni interspecifiche: neutralismo, competizione, amensalismo, predazione, commensalismo, mutualismo, etc.; Mimetismo criptico, colorazione aposematica, mimetismo batesiano e mulleriano; Altri meccanismi di difesa dai consumatori o predatori; Evoluzione del concetto di biodiversità.
Biosfera e Biomi: Definizione e caratteristiche della biosfera; Definizione e caratteristiche dei biomi; Variazioni climatiche a varie scale; Variazioni temporali; Distribuzione delle specie; Evoluzione divergente, convergente e parallela; I biomi: foresta pluviale tropicale, savana, prateria temperata, deserti, foresta temperata caducifoglia, foresta boreale di conifere e tundra; Ambienti acquatici (fiumi e torrenti, stagni e paludi, laghi, lagune costiere, mari e oceani, coste ed estuari).

Smith & Smith, Elementi di ecologia, Pearson (consigliato)
Ricklefs, Ecologia , Zanichelli.
Begon, Harper, Townsend, Ecologia - Individui, popolazioni, comunità, Zanichelli

Introduzione alla nomenclatura, concetti di specie e classificazione degli organismi fototrofi. Origine ed evoluzione della diversità dei procariotici ed eucarioti fotosintetici nella biosfera. Diversità morfologica, funzionale e filogenetica dei fototrofi. Misure di biodiversità, approcci allo studio della diversità di cianobatteri, alghe ed Embriophyta. Interazione con l’ambiente e pattern di distribuzione dei fototrofi, con particolare riferimento ai sistemi acquatici anche in relazione a fluttuazioni climatiche globali. Acclimatazione e adattamento. Cenni su meccanismi biofisici, biomeccanici e fisiologici che regolano la struttura, la forma, la crescita, la distribuzione e l’abbondanza dei fototrofi in ambiente acquatico. Bioindicatori, biomonitoraggio e biorimedio.

materiale su didattica web

Il corso introduce lo studente alle tematiche della biologia della conservazione, una disciplina di sintesi che mutua approcci e metodi da discipline come l’ecologia, biologia di popolazione, genetica di popolazione, biologia molecolare, applicati al fine della conservazione delle specie, intese come entità dinamiche capaci di rispondere ai cambiamenti ambientali. Vengono poste le basi dei criteri e dei principi per l’adozione delle diverse strategie per la conservazione. Inoltre, vengono esaminati gli aspetti pratici dei vari approcci attraverso lo studio e l’analisi di casi reali. Gli argomenti trattati durante il corso includono: la genetica evolutiva della popolazioni naturali, la perdita di variabilità genetica nelle piccole popolazioni, inincrocio e diminuzione della fitness, frammentazione delle popolazioni. Dimensione di popolazione (N e Ne) e suoi stimatori. Risoluzione di incertezze tassonomiche, gestione genetica di specie minacciate, adattamento alla cattività, pianificazione di interventi di captive-breeding.

Fondamenti di Genetica della Conservazione (R. Frankham, J.D. Ballou, D.A Briscoe), Zanichelli.

Il ruolo dei fattori ecologici nella storia evolutiva dell’uomo; relazioni e interazioni tra sistemi antropici ed ecosistemi naturali; l’uomo, il cibo e il territorio; caratteristiche degli adattamenti umani ai cambiamenti e agli stressor ambientali; adattamenti genetici e fisiologici e “aggiustamenti” socioculturali; confronto tra l’uomo e l’ambiente climatico: adattamento ai biomi di clima caldo (ecosistemi di foreste, savane e deserti); adattamento all’ecosistema artico; adattamento all’ecosistema dell’alta montagna (“mal di montagna”); confronto tra l’uomo e l’ambiente alimentare; confronto uomo-ambiente-malattie: adattamento umano e malattie, co-evoluzione dell’uomo e delle “sue” malattie, strategie locali e globali di intervento; nuove prospettive dell’ecologia umana: le popolazioni umane e i cambiamenti climatici globali; attività antropiche, degradazione e sviluppo; cenni di ecologia urbana e di politica economica

Moran EF: Human adaptability, an introduction to Ecological Anthropology, Westview Press, 2nd edition, 2000; Cresta M: Lineamenti di Ecologia Umana, C.E.S.I., 1998; Jablonski NG: Skin: a natural history, University of California Press, 2006; Letture e materiale fornito a lezione

Struttura e stato di conservazione degli ecosistemi: ecosistemi terrestri, marini costieri, acque interne, parchi terrestri ed aree marine protette, paesaggio.
La “misura” delle componenti ambientali: modelli ecologici, telerilevamento, sistemi informativi per l’ambiente.
Fattori di deterioramento dell’ambiente: effetti del prelievo di organismi terrestri ed acquatici, inquinamento dell’atmosfera, inquinamento delle acque superficiali, inquinamento del suolo, contaminazione globale.
Valutazione degli impatti sull’ambiente, rimboschimento, agricoltura ed acquacoltura ecocompatibili, restauro di zone umide e di corpi idrici, depurazione biologica delle acque di scarico.
Lo sviluppo sostenibile: gli strumenti Costituzionali e scientifici a supporto della Sostenibilità.

Provini, Galassi, Marchetti - Ecologia applicata - Città Studi Edizioni

Introduzione alla struttura e funzionamento del computer.
Panoramica delle principali architetture informatiche e dei principali sistemi operativi (Windows, OS, Linux): caratteristiche, vantaggi e svantaggi;
Panoramica dei più comuni software per elaborazione testi e dati. Fogli di stile e produzione di documenti e report scientifici;
Basi dati: dai documenti di testo ai database alle immagini georeferenziate alle sequenze di codice genetico.
Introduzione alla programmazione: cos’è un algoritmo e come lo si costruisce;
Pseudocodice e codice: similarità e differenze dei diversi ambienti e linguaggi di programmazione ed analisi;
L’ambiente R: caratteristiche, potenzialità, vantaggi e limiti. Approfondimenti su specifici casi di studio;
Il linguaggio C++: problematiche, sintassi e utilizzo di base;
Il linguaggio MySQL e la gestione dei database: un approccio moderno alla archiviazione, gestione ed utilizzo di grandi quantità di informazioni;
Il linguaggio Python e la manipolazione di dati genetici;
La geostatica: ArcGIS e Q-Gis. Elaborazione di dati spaziali e manipolazione di immagini da satellite;
Approfondimenti specifici da definire durante il corso.

Materiale e appunti forniti durante lelezioni

Tassonomia e filogenesi dei microrganismi; i principali gruppi funzionali nei diversi phylum evolutivi. I meccanismi di crescita e di adattamento all’ambiente. Le comunità microbiche e l’organizzazione spaziale: feltri, tappeti, biofilm. L’intervento microbico nei cicli di: Carbonio, azoto, zolfo, ferro, calcio, fosforo, manganese, mercurio e altri elementi. I microrganismi nei diversi compartimenti ambientali: i) gli ambienti acquatici, generalità; acque dolci, estuari, acque marine; interazioni con organismi eucarioti in questi ambienti. ii) ambienti terrestri; generalità, descrizione e interazione con eucarioti in questi ambienti. iii) l’aria come ambiente e il suo controllo microbiologico. iv) ambienti estremi. I diversi tipi di interazione tra microrganismi; il “Quorum Sensing”. Biodegradazione microbica dei composti organici naturali e di sintesi (fattori che influenzano la degradazione di un composto organico, degradazione di cellulosa, chitina e lignina, degradazione degli idrocarburi, regolazione delle vie cataboliche, plasmidi catabolici). Microrganismi e inquinamento. Uso delle capacità biodegradative microbiche per il risanamento ambientale (tecniche di biorisanamento, biorisanamento in situ ed ex situ; ruolo degli MGM). Trattamento dei rifiuti: solidi (discariche, compostaggio) e liquidi (reflui- trattamenti a filtri percolatori e a fanghi attivi); aria/biofiltrazione. Ambiente, microrganismi e salute: Microrganismi patogeni ambientali: esempi di infezioni trasmesse all'uomo dall'ambiente (infezioni a trasmissione aerea e idrica) e caratteristiche biologiche principali di alcuni dei patogeni coinvolti (Legionella, Bacillus anthracis, Salmonella, Shigella, Vibrioni, Virus epatite A ed E, Norovirus, Giardia lamblia). Metodi in microbiologia ambientale. Saggi coltura dipendenti e coltura indipendenti (PCR, microscopia ad epifluorescenza, ibridazione fluorescente in situ-FISH, reazioni antigene anticorpo) per il rilevamento di batteri e virus in campioni ambientali. Analisi della diversità microbica in campioni ambientali: tecniche molecolari di fingerprinting (ARDRA, RLFP, TRLFP, DDGE, TTGE), Metagenomica (Screening di librerie di cloni, PCR ad emulsione e Pirosequenziamento).

Microbiologia ambientale ed elementi di ecologia microbica (CEA) a cura di Barbieri, Bestetti, Galli, Zannoni. Consultazione: Brock-Biologia dei microrganismi 2A (CEA); M.C. Thaller. Gli invisibili compagni (I microbi e l'ambiente) 2007 Universitalia.