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    Stefania PAPA

    Insegnamento di ECOLOGIA

    Corso di laurea in SCIENZE BIOLOGICHE

    SSD: BIO/07

    CFU: 8,00

    ORE PER UNITÀ DIDATTICA: 64,00

    Periodo di Erogazione: Secondo Semestre

    Italiano

    Lingua di insegnamento

    ITALIANO

    Contenuti

    Fattori ecologici e loro variazioni nell’ambiente. Zone climatiche e distribuzione dei biomi. Processi di funzionamento degli ecosistemi. Reti alimentari e flussi di energia. Cicli biogeochimici. Popolazioni e dinamiche. Comunità e successioni ecologiche.

    Testi di riferimento

    Cain M.L., Bowman W.D., Hacker S.D. – Ecologia. Ed. Piccin 2017
    Smith T.M., Smith R.L. – Elementi di Ecologia. Ed. Pearson, 2013

    Obiettivi formativi

    L’insegnamento si prefigge di fornire i concetti generali dell’ecologia, necessari per affrontare futuri studi biologico-ambientali.
    Al termine del corso, lo studente avrà acquisito conoscenze sui fattori biotici e abiotici e sulle loro reciproche interazioni nel determinare l’abbondanza e la distribuzione degli organismi negli ecosistemi così come sui processi di funzionamento degli ecosistemi, sulla biodiversità e problematiche relative alla riduzione della biodiversità.
    In particolare, lo studente sarà in grado di:
    - conoscere l’importanza dei fattori ecologici
    - dedurre le profonde e complesse interazioni tra organismi e ambiente
    - ragionare criticamente per poter usare le conoscenze acquisite negli aspetti applicativi dell’ecologia (monitoraggio, conservazione della natura, gestione degli ecosistemi)
    - acquisire la consapevolezza della necessità di preservare e recuperare, dove necessario, gli ecosistemi per mantenere intatti i servizi ecosistemici che essi ci offrono.

    Prerequisiti

    Conoscenze di base di botanica, zoologia, citologia, chimica, fisiologia ed elementi di genetica

    Metodologie didattiche

    Il corso è articolato in 64 ore di lezioni frontali svolte dal docente e 8 ore di esercitazioni (4 sessioni di 2 ore ciascuna).
    Nel suo lavoro personale lo studente dovrà assimilare conoscenze e concetti alla base della ecologia e risolvere quesiti che troverà alla fine di ogni capitolo del libro di testo.
    Il corso non prevede la frequenza obbligatoria ma questa è fortemente consigliata al fine di rendere meno gravoso il lavoro di collegamento tra gli argomenti proposti e soprattutto di facilitare la comprensione delle intricate relazioni esistenti tra gli organismi e l’ambiente che li circonda.

    Metodi di valutazione

    La verifica dell’apprendimento è effettuata mediante un esame orale che consiste in almeno tre domande su argomenti indicati nel programma. L’esame è superato se lo studente risponde in modo sufficiente a tutte le domande. Nella valutazione sarà considerata la conoscenza degli argomenti, la chiarezza e l’organicità dell’esposizione, la capacità di fare collegamenti critici tra gli argomenti.
    Il voto sarà espresso in trentesimi.

    Altre informazioni

    Il docente è disponibile per ulteriori chiarimenti e approfondimenti al termine di ogni lezione. È inoltre disponibile nell’orario di ricevimento studenti nei giorni indicati sulla scheda insegnamento e su richiesta inoltrata via email.

    Programma del corso

    Ambiente ed Ecologia. Concetto di ecosistema. Struttura, componenti e caratteristiche funzionali dell’ecosistema. Produzione, consumo e decomposizione. Natura cibernetica e stabilità degli ecosistemi: omeostasi, capacità di resistenza e di resilienza. Influenza degli organismi sull’ambiente abiotico. La corrispondenza tra gli organismi ed il loro ambiente: selezione naturale, adattamento e abattamento.
    Condizioni e risorse: temperatura, luce, acqua, salinità, pH. Molecole inorganiche come risorsa: anidride carbonica, ossigeno, nutrienti minerali. Relazioni organismi-ambiente. Limiti di tolleranza e condizioni ottimali. Organismi steno ed euri. Legge del minimo di Liebig. Indicatori ecologici. Gli organismi come risorsa alimentare: generalisti e specialisti.
    Interazioni tra fattori ambientali: macroclima, mesoclima, microclima. Variazioni stagionali del clima e risposte degli organismi: acclimatazione, migrazione, dormienza. Zone climatiche. Principali ecosistemi terrestri e acquatici.
    Il suolo: pedogenesi, profilo, caratteristiche fisiche e chimiche, attività biologica.
    Popolazioni: caratteristiche, dinamica di accrescimento, regolazione. Fluttuazioni cicliche e non cicliche della densità. Strategie adattative e selezione r e K. Interazioni tra popolazioni: competizione, predazione, parassitismo, allelopatia, antibiosi, commensalismo, inquilinismo, simbiosi mutualistica facoltativa e obbligatoria. Concetto di habitat e di nicchia ecologica. Difese contro i consumatori: difese chimiche e fisiche, criptismo, aposematismo, mimetismo. Coevoluzione.
    Comunità biotiche: composizione, diversità di specie, modelli di diversità e diversità genetica nelle comunità. Le popolazioni e le comunità nei gradienti geografici: ecotoni e concetto di effetto margine. Biodiversità. Variazioni delle comunità nel tempo: successioni autogene primarie e secondarie, successioni allogene, successioni autotrofe ed eterotrofe, climax.
    Il flusso di energia attraverso la comunità: produttività primaria lorda e netta, metodi di misura della produttività primaria, stime di produttività primaria per le terre emerse, i mari e gli oceani, fattori limitanti la produttività primaria in ambiente terrestre e acquatico, flusso di energia attraverso i consumatori e decompositori. Catene e reti alimentari. Concentrazione di sostanze tossiche lungo le catene alimentari. Piramidi ecologiche. Efficienza di trasferimento dell’energia.
    Cicli biogeochimici: ciclo dell’acqua, del carbonio, dell’ossigeno, dell’azoto, dello zolfo, del fosforo.

    English

    Teaching language

    Italian

    Contents

    Ecological factors and their variations in the environment. Climatic zones and distribution of biomes. Functional processes of ecosystems. Food webs and energy flows. Biogeochemical cycles. Populations and dynamics. Communities and ecological successions.

    Textbook and course materials

    Cain M.L., Bowman W.D., Hacker S.D. – Ecologia. Ed. Piccin 2017
    Smith T.M., Smith R.L. – Elementi di Ecologia. Ed. Pearson, 2013

    Course objectives

    The course aims to provide the general concepts of ecology, necessary for facing future biological-environmental studies.
    At the end of the course, the student will have acquired knowledge of biotic and abiotic factors and their mutual interactions in determining the abundance and distribution of organisms in ecosystems as well as of processes of ecosystem functioning and of biodiversity and issues related to biodiversity reduction.
    In particular, the student will be able to:
    - know the importance of ecological factors
    - deduce the deep and complex interactions between organisms and the environment
    - reason critically in order to use the knowledge acquired in the applicative aspects of ecology (monitoring, nature conservation, ecosystem management)
    - acquire the awareness of the need to preserve and recover, where necessary, the ecosystems in order to keep intact the ecosystem services.

    Prerequisites

    Basic knowledge of botany, zoology, cytology, chemistry, physiology and elements of genetics

    Teaching methods

    The course is divided into 64 hours of lectures conducted by the teacher and 8 hours of exercises (4 sessions of 2 hours each).
    In his personal work the student will have to assimilate knowledge and concepts at the basis of ecology and solve questions that he will find at the end of each chapter of the textbook.
    The course does not include compulsory attendance but this is strongly recommended in order to make the work of linking the proposed topics less difficult and, above all, to facilitate the understanding of the intricate relations existing between the organisms and the environment that surrounds them.

    Evaluation methods

    Verification of learning is carried out through an oral exam which consists of, at least, three questions on topics indicated in the program. The exam is passed if the student responds adequately to all questions. The assessment will consider the knowledge of the topics, the clarity and coherence of the exposition, the ability to make critical connections between the topics.
    The vote will be expressed out of thirty.

    Other information

    The teacher is available for further clarification and further information at the end of each lesson. It is also available in the reception hours of the students on the days indicated on the teaching card and on request sent by email.

    Course Syllabus

    Environment and Ecology. Concept of ecosystem. Structure, components and functional characteristics of the ecosystem. Production, consumption and decomposition. Cybernetic nature and ecosystem stability: homeostasis, resistance and resilience. Influence of organisms on the abiotic environment. The correspondence between organisms and their environment: natural selection, adaptation.
    Conditions and resources: temperature, light, water, salinity, pH. Inorganic molecules as a resource: carbon dioxide, oxygen, mineral nutrients. Organism-environment relations. Tolerance limits and optimal conditions. Steno and euri organisms. Liebig minimum law. Ecological indicators. Organisms as a food resource: generalists and specialists.
    Interactions between environmental factors: macroclimate, mesoclimate, microclimate. Seasonal changes in climate and organism responses: acclimatization, migration, dormancy. Climate zones. Main terrestrial and aquatic ecosystems.
    The soil: pedogenesis, profile, physical and chemical characteristics, biological activity.
    Populations: characteristics, growth dynamics, regulation. Cyclic and non-cyclical density fluctuations. Adaptive strategies and r and K selections. Interactions between populations: competition, predation, parasitism, allelopathy, antibiosis, commensalism, optional and obligatory mutualistic symbiosis. Concept of habitat and ecological niche. Defenses against consumers: chemical and physical defenses, cryptism, aposematism, mimicry. Co-evolution.
    Biotic communities: composition, species diversity, patterns of diversity and genetic diversity in communities. Populations and communities in geographical gradients: ecotones and the concept of marginal effect. Biodiversity. Variations of communities over time: primary and secondary autogenic successions, allogeneic successions, autotrophic and heterotrophic successions, climax.
    Energy flow through the community: gross and net primary productivity, primary productivity measurement methods, estimates of primary productivity for land, seas and oceans, factors limiting primary productivity in the terrestrial and aquatic environment, energy flow through consumers and decomposers. Chains and food webs. Concentration of toxic substances along food chains. Ecological pyramids. Energy transfer efficiency.
    Biogeochemical cycles: water, carbon, oxygen, nitrogen, sulfur and phosphorus cycles.

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