Ufficio: Dipartimento di Biologia animale ed Ecologia, Viale Poetto 1 (Cagliari) 070 6758082 Giorno e Orario di ricevimento studenti: Lunedì - Venerdì, ore 17.00-19.00
Anno di corso: 3° Semestre: I Sede lezioni: Cittadella Universitaria di Monserrato
Prerequisiti: Conoscenze di base di Chimica, Biologia Animale e Biologia Vegetale
Obiettivi dell’insegnamento Fornire i concetti fondamentali dell’ecologia, la struttura e il funzionamento dei sistemi ecologici, le interazioni e i processi tra comparti biotici ed abiotici
Conoscenze (sapere): Conoscenza delle basi dell'ecologia a diversi livelli di organizzazione dei sistemi biologici: organismi, popolazioni, comunità, ecosistemi
Abilità/Capacità (saper fare): Verifica sul campo e in laboratorio dei concetti di base dell’ecologia
Comportamenti (saper essere): Acquisizione da parte dello studente di una cultura dell’ambiente in relazione alle interazioni ed alterazioni indotte dall’uomo
Programma CHE COS’È L’ECOLOGIA Tipi di ecologia e i loro approcci; Definizioni in ecologia (popolazione, comunità, ecosistema, e specie); Il ruolo della statistica nell’ecologia moderna (statistica descrittiva e inferenziale); Il concetto di ipotesi nulla (H0) e di probabilità; Schema di scrittura di un articolo scientifico; L’uso dei modelli in ecologia. ECOSISTEMI Tipi di sistema (aperto, chiuso, isolato); Sistemi a piccolo medio e grande numero; Definizioni di ecosistema Obiettivi dell’ecologia degli ecosistemi; Caratteristiche degli ecosistemi: struttura, funzioni, organizzazione, stabilità (resilienza e resistenza), dimensioni spaziali; Evoluzione degli ecosistemi (successioni primarie e secondarie); Catene alimentari (catena di pascolo e detrito), livelli trofici e reti trofiche; Piramidi ecologiche (piramidi dei numeri, delle biomassa e dell’energia); Flussi di energia e materia attraverso gli ecosistemi: termodinamica ed ecologia (prima e seconda delle della termodinamica); natura termodinamica degli ecosistemi; organicazione (fotosintesi e chemiosintesi), la radiazione solare; definizioni di: Standing crop di biomassa, produttività primaria (lorda e netta), secondaria (lorda e netta), modelli di variazione spaziale della produttività, risorse e fattori limitanti per le piante (fattori limitanti la prod. primaria), destino della prod. primaria (relazioni tra prod. primaria e secondaria, rendimenti di trasferimento dell’energia (efficienza ecologica, rendimento di consumo, rendimento di assimilazione e rendimento di produzione); decomposizione e detritivori (definizione, fasi del processo di decomposizione), il detrito organico (definizione e tipi di detrito). I BIOMI Cosa sono i biomi?; Pattern climatici su grande, media e piccola scala; Distribuzione delle specie: evoluzione divergente, convergente e parallela; La carta dei biomi e il concetto di forma biologica; Quanti sono i biomi?; I biomi terrestri (la foresta pluviale tropicale, la savana, la prateria temperata, i deserti, la foresta temperata caducifoglia, la foresta boreale di conifere, la tundra) e gli ambienti acquatici (i corsi d’acqua, i laghi, gli oceani e i mari, le coste, gli estuari); Distribuzione della clorofilla nel pianeta. COMUNITA’ BIOLOGICA Significati: comunità definita nello spazio e sulla base delle interazioni; Concezione organismica e concezione individualistica; Comunità chiusa e comunità aperta; Confini delle comunità; Struttura delle comunità: analisi dei gradienti e ordination; Interazioni intraspecifiche e interspecifiche: - neutralismo, competizione indiretta e diretta, competizione per consumo, per prelazione, per sovraccrescimento, chimica, territoriale, per scontro, amensalismo, predazione e parassitismo (definizione di vero predatore, pascolatore, parassita e parassitoide), commensalismo, protocooperazione e mutualismo - meccanismi difensivi, mimetismo criptico, colorazione aposematica, mimetismo batesiano e mulleriano LA NICCHIA ECOLOGICA Significati di habitat e nicchia; Evoluzione storica del concetto di nicchia ecologica; Nicchia di ipervolume o multidimensionale; Corporazioni e equivalenti ecologici; Parametri della nicchia ecologica: - ampiezza (nicchia fondamentale e nicchia realizzata, indici per quantificare l’ampiezza di nicchia, teoria dell’ottimizzazione, componenti dell’ampiezza) - sovrapposizione (indici per quantificare la sovrapposizione, principio di esclusione competitiva di Gause, fenomeno di diffusa competizione, spostamento dei caratteri). DINAMICA DI POPOLAZIONE Definizione di popolazione; Organismi unitari e modulari; Caratteristiche di una popolazione: dimensione, densità, dispersione spaziale (casuale, uniforme e aggregata), distribuzione per età (le piramidi dell’età); La dimensione: natalità, immigrazione, mortalità, emigrazione; Definizione di natalità e mortalità; Natalità massima e realizzata, natalità assoluta e specifica (fecondità); Mortalità realizzata, minimo teorico di mortalità, tasso di sopravvivenza; Cenni sulle tavole di mortalità; Le curve di sopravvivenza; Ciclo biologico: fasi preriproduttiva, riproduttiva e post-riproduttiva; Specie iteropare e semelpare; Tipi di accrescimento: esponenziale e logistico; Capacità portante e potenziale biotico; Strategie r e K; Fattori che limitano l’accrescimento di una popolazione (fattori densità dipendente e densità indipendente); Effetti della competizione intraspecifica su una popolazione. I CICLI BIOGEOCHIMICI Legge del minimo (Liebig) e fattori limitanti; Legge di Shelford e limiti di tolleranza; Macronutrienti e micronutrienti; Generalità sui cicli biogeochimici: definizione, pool di scambio e pool di riserva, cicli gassosi e sedimentari; Il ciclo dell’azoto: importanza dell’azoto, azotofissazione biologica, nitrificazione, denitrificazione, assimilazione; Il ciclo del carbonio: importanza del carbonio, respirazione-fotosintesi, il carbonio nell’acqua (carbonati); Il ciclo del fosforo: importanza del fosforo, importanza delle catene alimentari marine nel ciclo, il fosforo come fattore limitante; Il ciclo dello zolfo: importanza dello zolfo, l’assorbimento dalle piante, le trasformazioni aerobiche e anaerobiche, i microrganismi nel ciclo; Il ciclo dell’acqua: evaporazione, traspirazione, condensazione; le falde acquifere; interazioni dell’uomo nel ciclo dell’acqua; Interazioni tra i cicli; Cenni su eutrofizzazione, piogge acide ed effetto serra.
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