Corso di laurea magistrale - Area di Scienze MM.FF.NN. - Accesso libero con verifica di requisiti e preparazione in ingresso - Classe LM-6 - (D.M. 270/2004)
Lingua: Italiano
Informazioni generali
o Classe: LM–6 (D.M. 270/04)
o Tipologia di corso: Magistrale
o Durata: 2 anni
o Tipo di accesso: Accesso libero con verifica di requisiti e preparazione in ingresso
o Area di afferenza: Scienze Matematiche, Fisiche e Naturali
o Dipartimento: Biologia
o Codice corso: P64
Descrizione e obiettivi formativi
Il corso si colloca nello spazio culturale e formativo della Biologia avanzata, per lo studio delle relazioni complesse che caratterizzano il mondo vivente. Intende formare specialisti in grado di cimentarsi con problemi di natura ambientale, dalla conservazione alla gestione sostenibile delle risorse rinnovabili, e specialisti in grado di applicare le loro conoscenze nell'ambito della biologia e dell'evoluzione umana in diversi settori che coprono aspetti di tipo forense e archeo-antropologico.
Il corso è articolato in modo da fornire:
- Una solida preparazione culturale nella biologia di base e in diversi settori della biologia applicata, con un'elevata preparazione scientifica e operativa nelle discipline biologiche di interesse; un'approfondita conoscenza della metodologia strumentale, degli strumenti analitici e delle tecniche di acquisizione e analisi dei dati.
- Conoscenze su temi avanzati della biologia animale e vegetale, dell'evoluzione biologica e dell'ecologia. Conoscenze sulle applicazioni ecologiche e sui principi dell'evoluzione biologica per l'interpretazione causale dei pattern della biodiversità alle scale del genoma, degli organismi, delle popolazioni, delle comunità e degli ecosistemi. Conoscenze sulla teoria degli ecosistemi e sui loro modelli e applicazioni ecologiche di supporto all'innovazione scientifica e tecnologica.
- Competenze particolari sulle caratteristiche biologiche della nostra specie umana da applicarsi in ambito biomedico, medico-legale, evoluzionistico, anche ai fini della conservazione del patrimonio demo-etno-antropologico. Competenze sulle metodiche per il recupero, l'estrazione e l'analisi del DNA a partire da materiale contemporaneo e archeologico con l'applicazione delle moderne tecniche di analisi molecolare.
- Capacità di affrontare i problemi con approccio sistemico e multidisciplinare, con particolare riferimento alla capacità di dialogo con le dimensioni economiche, sociali e giuridiche delle problematiche ecologiche. Capacità di utilizzare le conoscenze acquisite in sistemi di certificazione, nel supporto alle decisioni nella pubblica amministrazione, nei settori privati, in programmi di educazione ambientale.
Applicazioni ecologiche e dei principi dell'evoluzione biologica alla valorizzazione, conservazione e gestione della biodiversità.
Applicazioni ecologiche e dei principi della biologia evoluzionistica ad alcuni aspetti della medicina e della salute pubblica.
Sbocchi professionali
I laureati operano in strutture pubbliche o private, applicando le proprie conoscenze ai fini altamente professionali di promozione, progetto e sviluppo dell'innovazione scientifica e tecnologica, nei settori umano ed ecologico, anche nell'ambito dei sistemi di certificazione e controllo di qualità.
Tra le strutture vanno ricordate: università, enti di ricerca, soprintendenze, musei, aziende sanitarie locali, laboratori di analisi, laboratori di analisi di reperti biologici della Polizia di Stato e dell'Arma dei Carabinieri, enti pubblici e privati competenti in materia ambientale (Agenzie per l'Ambiente, Regioni, Province, Comuni, Parchi o Riserve naturali), studi professionali operanti in valutazione e controllo degli impatti ambientali, aziende agricole e della pesca, in cui la materia ambientale riguarda l'innovazione tecnologica e scientifica, le filiere produttive, i sistemi di certificazione e controllo anche nel contesto della cooperazione allo sviluppo in ONG ed organizzazioni governative.
Potranno avere accesso al Dottorato di Ricerca.
Potranno esercitare la libera professione previa iscrizione all'Albo Nazionale dei Biologi, dedicarsi all'insegnamento nelle scuole secondarie e/o occuparsi di divulgazione scientifica.
Condizione occupazionale (indicatori di efficacia e livello di soddisfazione dei laureandi):
http://statistiche.almalaurea.it/universita/statistiche/trasparenza?CODICIONE=0580207300700004
Valutazione della didattica - Studenti
Anno accademico precedente
Riferimenti web e contatti
Sito Web della Macroarea di Scienze: http://www.scienze.uniroma2.it
Sito Web del Corso: https://scienze.uniroma2.it/2022/11/01/biologia-ambientale-lm-6/
Coordinatore: Prof. Gabriele Gentile
Segreteria Didattica del Corso:
Anna Garofalo
e-mail: anna.garofalo@uniroma2.it
Tel. +39 06 7259.4806
La Laurea Magistrale in in Biologia Evoluzionistica, Ecologia e Antropologia Applicata si colloca nello spazio culturale e formativo della Biologia avanzata per lo studio, alle differenti scale della biodiversità (geni, popolazioni, comunità, ecosistemi), delle relazioni complesse che caratterizzano il mondo vivente.
Nella cornice di riferimento culturale e scientifica della biologia evoluzionistica che rappresenta anche l'approccio all'interpretazione dinamica della storia naturale, viene collocata l'ecologia come scienza delle complesse relazioni tra mondo fisico e mondo dei viventi e la biologia umana.
Il corso di studio è quindi volto a fornire una preparazione avanzata in Biologia, con particolare riferimento alla nostra specie, alle tematiche ambientali e alla biodiversità. A tal fine il corso è strutturato in modo da proporre alcuni insegnamenti di teorici di base e applicativi che si sviluppano in relazione alle principali linee di ricerca dell'Ateneo nelle discipline caratterizzanti l'ambito principale Antropologia, Biodiversità e Ambiente (SSD: BIO/01, BIO/02, BIO/05, BIO/07, BIO/08), con l'ausilio di insegnamenti di altri ambiti disciplinari. In accordo con il D.M.
270/04, le attività affini o integrative non comprendono SSD previsti per le attività di base e/o caratterizzanti.
In particolare, vengono proposti un corso di inglese, necessario per fornire allo studente un'adeguata preparazione nell'apprendimento e nella comunicazione scritta e orale di testi e risultati scientifici, e un corso di abilità informatiche specifiche nei temi d'interesse della LM. Verrà inoltre offerto un adeguato numero di insegnamenti a scelta, che riflettono le competenze presenti a Tor Vergata nell'ambito delle discipline caratterizzanti e affini. Il corso è articolato in modo da fornire: Solida preparazione culturale nella biologia di base e nei diversi settori della biologia applicata, con un'elevata preparazione scientifica e operativa nelle discipline biologiche di interesse per la biologia e l'evoluzione umana e per l'ecologia. Conoscenze su temi avanzati della biologia vegetale e animale, con particolare riguardo alla nostra specie, e dell'evoluzione biologica e dell'ecologia. Conoscenze sulla teoria degli ecosistemi e sui loro modelli. Conoscenze della metodologia strumentale, degli strumenti analitici e delle tecniche di acquisizione e analisi dei dati. Conoscenze e strumenti per la comunicazione e la gestione dell'informazione. Capacita' di utilizzare fluentemente, in forma scritta e orale, almeno la lingua inglese, oltre l'italiano, nell'ambito specifico di competenza e per lo scambio di informazioni generali. Capacita' di lavorare con ampia autonomia, anche assumendo responsabilità di progetti e strutture, nell'ambito specialistico dell'evoluzione, dell'ecologia, e della biologia umana. Competenze particolari sulle caratteristiche biologiche della nostra specie da applicarsi in ambito bio-medico, medico-legale, evoluzionistico, anche ai fini della conservazione del patrimonio demo-etno-antropologico. Competenze sulle metodiche per il recupero, l'estrazione e l'analisi del DNA a partire da materiale contemporaneo e archeologico con l'applicazione delle moderne tecniche di analisi molecolare. Competenze sui metodi di analisi statistica necessari in ambito evoluzionistico, medico-legale, e biomedico. Applicazioni ecologiche e dei principi dell'evoluzione biologica per l'interpretazione causale dei pattern della biodiversità alle scale del genoma, degli organismi, delle popolazioni, delle comunità e degli ecosistemi. Applicazioni ecologiche e dei principi dell'evoluzione biologica alla valorizzazione, conservazione e gestione della biodiversità. Applicazioni ecologiche e dei principi della biologia evoluzionistica a problematiche in agricoltura e al controllo di organismi infestanti. Applicazioni ecologiche e dei principi della biologia evoluzionistica ad alcuni aspetti della medicina e della salute pubblica. Applicazioni ecologiche nella gestione delle risorse acquatiche viventi ( teoria generale della pesca e dinamica di popolazioni) Applicazioni ecologiche nell'uso responsabile degli ambienti acquatici (acquacoltura estensiva, restauri ambientali) Applicazioni ecologiche di supporto all'innovazione scientifica e tecnologica. Applicazioni ecologiche per la valutazione e il controllo degli impatti ambientali. Preparazione teorico-pratica adeguata per l'accesso a Dottorati di ricerca inerenti in particolare la biologia evoluzionistica, l'ecologia e la biologia umana. Capacità di affrontare i problemi con approccio sistemico e multidisciplinare, con particolare riferimento alla capacità di dialogo con le dimensioni economiche, sociali e giuridiche delle problematiche ecologiche. Capacità di utilizzare le conoscenze ecologiche in sistemi di certificazione, nel supporto alle decisioni nella pubblica amministrazione, nei settori privati, in programmi di educazione ambientale. Capacità di redigere, eseguire, valutare e monitorare programmi di ricerca ecologica nell'ambito di studi di fattibilità ed in progetti esecutivi. Il percorso formativo è completato dalle attività sperimentali connesse con la preparazione della relazione scritta finale (tesi) e della sua stesura. L'ordinamento didattico del CdLM è stato strutturato conformemente alle indicazioni offerte e alla proposta elaborata dal Collegio Nazionale dei Biologi delle Università Italiane (CBUI), in accordo con i rappresentanti ufficiali dell'Ordine Professionale dei Biologi.
Il CdLM proposto risulta, pertanto, adeguato alle linee guida nazionali indicate dal CBUI.
In accordo con il D.M.
270/04, le attività affini o integrative non comprendono SSD previsti per le attività di base e/o caratterizzanti, e sono stati identificati come i più idonei per caratterizzare i principali campi applicativi in biologia ed evoluzione umana.
Per essere ammessi al corso di Laurea Magistrale in Biologia Evoluzionistica, Ecologia e Antropologia Applicata occorre essere in possesso di una laurea di primo livello o diploma universitario di durata triennale o di altro titolo di studio conseguito all'estero riconosciuto idoneo. Si richiedono inoltre alcune conoscenze di base quali: fondamenti di biologia dei microrganismi e degli organismi, delle specie vegetali e animali, uomo compreso, a livello morfologico, funzionale, cellulare, molecolare, ed evoluzionistico; dei meccanismi di riproduzione e di sviluppo, e dell'ereditarietà.
Elementi di base di matematica, statistica, informatica, fisica e chimica. Il Regolamento Didattico del corso di studio determinerà i requisiti curriculari per l'accesso e i criteri per la verifica della preparazione individuale.
Il corso di Laurea Magistrale in Biologia Evoluzionistica, Ecologia e Antropologia Applicata si colloca nello spazio culturale e formativo della Biologia avanzata, per lo studio delle relazioni complesse che caratterizzano il mondo vivente.
Intende formare specialisti in grado di cimentarsi con problemi di natura ambientale, dalla conservazione alla gestione sostenibile delle risorse rinnovabili, e specialisti in grado di applicare le loro conoscenze nell'ambito della biologia e dell'evoluzione umana in diversi settori che coprono aspetti di tipo forense e archeo-antropologico. Il corso è articolato in modo da fornire: Una solida preparazione culturale nella biologia di base e in diversi settori della biologia applicata, con un'elevata preparazione scientifica e operativa nelle discipline biologiche di interesse; un'approfondita conoscenza della metodologia strumentale, degli strumenti analitici e delle tecniche di acquisizione e analisi dei dati. Conoscenze su temi avanzati della biologia animale e vegetale, dell'evoluzione biologica e dell'ecologia.
Conoscenze sulle applicazioni ecologiche e sui principi dell'evoluzione biologica per l'interpretazione causale dei pattern della biodiversità alle scale del genoma, degli organismi, delle popolazioni, delle comunità e degli ecosistemi.
Conoscenze sulla teoria degli ecosistemi e sui loro modelli e applicazioni ecologiche di supporto all'innovazione scientifica e tecnologica. Competenze particolari sulle caratteristiche biologiche della nostra specie umana da applicarsi in ambito biomedico, medico-legale, evoluzionistico, anche ai fini della conservazione del patrimonio demo-etno-antropologico.
Competenze sulle metodiche per il recupero, l'estrazione e l'analisi del DNA a partire da materiale contemporaneo e archeologico con l'applicazione delle moderne tecniche di analisi molecolare. Capacità di affrontare i problemi con approccio sistemico e multidisciplinare, con particolare riferimento alla capacità di dialogo con le dimensioni economiche, sociali e giuridiche delle problematiche ecologiche.
Capacità di utilizzare le conoscenze acquisite in sistemi di certificazione, nel supporto alle decisioni nella pubblica amministrazione, nei settori privati, in programmi di educazione ambientale. Applicazioni ecologiche e dei principi dell'evoluzione biologica alla valorizzazione, conservazione e gestione della biodiversità. Applicazioni ecologiche e dei principi della biologia evoluzionistica ad alcuni aspetti della medicina e della salute pubblica. Sbocchi professionali: Il laureato potrà operare in strutture pubbliche o private, dove sarà in grado di applicare le sue conoscenze ai fini altamente professionali di promozione, progetto e sviluppo dell'innovazione scientifica e tecnologica, nei settori umano ed ecologico, anche nell'ambito dei sistemi di certificazione e controllo di qualità. Tra le strutture vanno ricordate: università, enti di ricerca, soprintendenze, musei, aziende sanitarie locali, laboratori di analisi, laboratori di analisi di reperti biologici della Polizia di Stato e dell'Arma dei Carabinieri, enti pubblici e privati competenti in materia ambientale (Agenzie per l'Ambiente, Regioni, Province, Comuni, Parchi o Riserve naturali), studi professionali operanti in valutazione e controllo degli impatti ambientali, aziende agricole e della pesca, in cui la materia ambientale riguarda l'innovazione tecnologica e scientifica, le filiere produttive, i sistemi di certificazione e controllo anche nel contesto della cooperazione allo sviluppo in ONG ed organizzazioni governative. Potranno avere accesso al Dottorato di Ricerca. Potranno esercitare la libera professione previa iscrizione all'Albo Nazionale dei Biologi, dedicarsi all'insegnamento nelle scuole secondarie e/o occuparsi di divulgazione scientifica.
Per essere ammessi al corso di Laurea Magistrale in Biologia Evoluzionistica, Ecologia e Antropologia Applicata sono previsti specifici criteri di accesso che prevedono il possesso di requisiti curricolari e l'adeguatezza della preparazione personale dello studente.
In particolare, occorre essere in possesso di una laurea di primo livello o diploma universitario di durata triennale o di altro titolo di studio conseguito all'estero riconosciuto idoneo.
Si richiedono inoltre alcune conoscenze di base quali: fondamenti di biologia dei microrganismi e degli organismi, delle specie vegetali e animali, uomo compreso, a livello morfologico, funzionale, cellulare, molecolare, ed evoluzionistico; dei meccanismi di riproduzione e di sviluppo, e dell'ereditarietà.
Elementi di base di matematica, statistica, informatica, fisica e chimica. I requisiti curricolari per l'accesso diretto sono il conseguimento di una Laurea di durata triennale nelle classi di laurea L-12 (DM 509) e L-13 (DM 270) Scienze Biologiche oppure nelle classi di laurea L-27 (DM 509) e L-32 (DM 270) Scienze e Tecnologie per l'Ambiente e la Natura.
Se la classe di laurea triennale di provenienza è differente, verranno effettuati colloqui preliminari per accertare le conoscenze, abilità e competenze acquisite in specifici settori scientifico-disciplinari, e l'iscrizione al corso di laurea magistrale sarà possibile solo in caso di esito positivo della verifica dei requisiti. Per informazioni più dettagliate è possibile consultare l'Art.
3 del Regolamento didattico del Corso di Laurea Magistrale in Biologia Evoluzionistica, Ecologia e Antropologia Applicata
In seduta pubblica, il candidato deve esporre oralmente il lavoro svolto durante l'attività sperimentale nel tirocinio, di fronte alla Commissione di otto docenti che dovrà attribuire il voto finale a seguito della discussione.
Il candidato è tenuto a preparare una presentazione in cui si riassumono i contenuti principali del lavoro svolto, possibilmente con l'ausilio di documentazione di supporto in formato digitale.
Un docente ha la funzione di controrelatore per sottolineare eventuali perplessità, critiche ed elogi sull'operato del candidato.
In caso di raggiungimento del massimo dei voti, la Commissione può attribuire la lode in condizioni di unanimità.
Il rapido avanzamento delle tecnologie molecolari sta progressivamente ampliando la nostra comprensione della biodiversità a diversi livelli gerarchici. La possibilità di ottenere dati di sequenza di interi genomi da qualunque organismo permette oggi di misurare, ad un livello di dettaglio inimmaginabile fino a pochi anni fa, la diversità genetica di fauna e flora selvatiche e la sua distribuzione nello spazio. Lo sviluppo di tecniche di analisi di dati genetici permette di tradurre sempre più efficacemente queste misure in inferenze sulla storia evolutiva degli organismi, ricostruendone le interazioni con l’ambiente in termini di demografia e adattamento per selezione naturale. Questo tipo di ricostruzioni è, a sua volta, essenziale per la definizione di unità tassonomiche e di conservazione, per l’identificazione dell’introgressione tra popolazioni autoctone ed invasive, per la valutazione del potenziale adattativo delle popolazioni, per il tracciamento dello sfruttamento legale e illegale delle risorse biologiche e per la costruzione di modelli predittivi in grado di orientare le strategia di conservazione. Il corso presenta le principali tecniche di analisi di dati genomici per la ricostruzione delle dinamiche demografiche e l’identificazione degli adattamenti, con esempi di di applicazioni rilevanti ai fini della conservazione delle popolazioni naturali e del loro potenziale evolutivo.
Il corso introduce lo studente ad uno degli aspetti fondamentali della biologia della conservazione: le tecniche di marcaggio e tracciamento a lungo termine delle specie animali, in particolare quelle a rischio estinzione. Gli studenti verranno introdotti alle metodologie classiche di marcaggio e ricattura. Verranno poi esposti a tecniche più moderne che includono l'utilizzo di tag molecolari e sistemi tecnologicamente avanzati basati sul tracciamento satellitare. Oltre ad illustrare differenti metodi di "data collection" il corso introduce anche ai metodi di organizzazione e gestione dei dati attraverso l'uso di database relazionali come MySQL.
Il corso introduce gli studenti all'utilizzo di strumenti bioinformatici per l'analisi di dati genetici e genomici applicati al campo della biologia molecolare. Gli studenti impareranno ad utilizzare gli strumenti bionformatici (hardware e software) per effettuare, in autonomia, le analisi di ricerca e sviluppare modelli per testare la validità delle ipotesi scientifiche. Oltre ad illustrare differenti metodi di analisi, il corso introduce anche a metodi di organizzazione e gestione dei dati attraverso l'uso e la consultazione di banche dati molecolari.
Richiami di elementi base della teoria della probabilità Richiami di teoria dei test per la verifica d’ipotesi Confronto tra due gruppi • t-test per campioni indipendenti • Confronti tra varianze; problemi legati al confronto tra gruppi nel caso di varianze diverse • Cenni al teorema centrale di convergenza e sue applicazioni Problemi legati ai campioni di piccola numerosità: metodi non parametrici • Scomposizione dell’informazione sperimentale: la statistica d’ordine e la statistica rango • Test basati sui ranghi • Cenni ai test di permutazione Confronti tra più gruppi Analisi della varianza ad una via (ANOVA) • Variabilità tra e all'interno dei gruppi • Confronti ortogonali e non • Cenni ai problemi di molteplicità Introduzione all’Analisi della Varianza Molecolare (MANOVA) Stima del rischio relativo • Lo studio di coorte e quello caso-controllo • L’indipendenza in distribuzione e il test χ2 • Il test del χ2 come test di adattamento • Stima del rischio relativo
Immunità innata: cellule e molecole coinvolte; Molecole MHC e presentazione antigenica; Presentazione in classe I e classe II, Cross-presentazione; Attivazione linfociti T helper e citotossici. Linfociti T naive, anergia, tolleranza periferica; Sottopopolazioni linfocitarie T helper (Th1, Th2, Th17, T follicolari, T regolatori); Immunità anticorpale: struttura e funzione degli anticorpi, isotipi e switch isotipico; Immunità mucosale e tolleranza orale; Virulenza e patogenicità delle infezioni batteriche; Batteri patogeni e bioterrorismo; Immunità antibatterica e meccanismi di evasione della risposta dell’ospite da parte dei batteri; Immunità antivirale (interferoni, anticorpi e immunità cellulo-mediata); Meccanismi di evasione dei virus della risposta immunitaria antivirale (quiescenza e stato provirale, inibizione della risposta anticorpale e cellulo-mediata); Infezioni da protozoi e da elminti e risposte immunitarie alle infezioni parassitarie; Meccanismi di evasione della risposta immunitaria da parte dei parassiti; Reazioni di ipersensibilità; Malattie associate alla povertà: Tubercolosi; HIV, Malaria; Le coinfezioni (Tubercolosi e HIV); Vaccini e vaccinazioni. Vaccini inattivati, attenuati e ricombinanti; Adiuvanti e sistemi di delivery; Immunoterapie e antibiotici; Il microbiota umano.
Energia delle radiazioni ionizzanti (IR) e non ionizzanti (NIR). Modalità di interazione delle radiazioni con la materia; distribuzione dell’energia, assorbimento dell’energia ed effetti a livello molecolare, cellulare e di tessuto. Radiosensibilità differenziale. Unità di misura per le IR. Effetti clastogeni diretti delle IR. Cinetiche dose-effetto: letalità e curve di sopravvivenza. Dose soglia. Intensità e frazionamento di dose di IR. Effetto ossigeno. Esposizione dell’uomo a IR: rischio somatico e germinale. Effetto bystander delle IR.
Nel programma del corso verrano trattati i seguenti argomenti: Aspetti strutturali e funzionali degli ecosistemi marini, le reti trofiche marine (pelagiche e bentoniche) e la produttività secondaria. Richiami sulle principali caratteristiche dei cicli vitali degli organismi marini. La dispersione larvale e i processi di insediamento e reclutamento. La distribuzione degli organismi nello spazio, concetto di patchiness. La variabilità dei popolamenti nel tempo: dinamica dei popolamenti marini nel tempo e nello spazio. Specie alloctone, ruolo ecologico e interazioni con specie autoctone. Inquinamento e degrado degli ecosistemi marini, i cambiamenti climatici, l’acidificazione marina e la tropicalizzazione del Mediterraneo. Gestione delle risorse marine e la conservazione della biodiversità, aree marine protette overfishing e maricoltura. Monitoraggio e studio degli ambienti marini costieri, lagune, estuari e principali biocenosi del Mediterraneo. Metodi di raccolta, analisi e classificazione dei sedimenti. Il ruolo dei sedimenti nello studio delle biocenosi bentoniche e dei processi di contaminazione ambientale. Nutrienti e produttività primaria, metodi di misura e fattori condizionanti, processi distrofici nelle acque costiere e di transizione.
Struttura delle membrane biologiche. Rafts e caveolae. Recettori eptaelica. Proteine G eterotrimeriche. Nucleotidi ciclici. Adenilato ciclasi. Protein chinasi A. Fosfodiesterasi. Fosfatidilinositolo e derivati fosforilati. Fosfolipasi C-beta. Ruolo di IP3 e diacilglicerolo come messaggeri intracellulari. Recettori dell’IP3 e della rianodina. Omeostasi intracellulare del Ca2+. Protein chinasi C e Ca2+/calmodulina - dipendenti. Beta-arrestine e small G proteins. I recettori eptaelica nella fisiologia sensoriale e nel controllo della funzione cardiovascolare. Guanilato ciclasi. Protein chinasi G. Il sistema guanilato ciclasi/ cGMP-fosfodiesterasi nel controllo della muscolatura liscia e nel meccanismo della visione. Tirosin chinasi. Src. Recettori per i fattori di crescita. La via Ras-Raf-MEK-MAP chinasi. PI-3 chinasi e attivazione di PKB/Akt. Fosfolipasi C-beta. Stuttura e funzioni dei recettori per le neutrofine. Recettore insulinico e meccanismo dell’ uptake del glucosio.
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.
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, con particolare riferimento ad aspetti legati alle linee di ricerca svolte e coordinate dal docente. Gli argomenti trattati durante il corso includono: la genetica evolutiva della popolazioni naturali, la perdita di variabilità genetica nelle piccole popolazioni, inbreeding e diminuzione della fitness, frammentazione delle popolazioni. Definizione e mantenimento del potenziale evolutivo. 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 head-start e captive-breeding. La classificazione IUCN; criteri per la conservazione: ricchezza di specie, specie rare, endemismi; hotspot analysis, gap analysis
Struttura della cellula batterica. Tassonomia e filogenesi dei Procarioti; i principali gruppi funzionali nei diversi phylum evolutivi. Nutrizione e tipi nutrizionali dei microrganismi. La chemiotassi. Influenza dei fattori ambientali sulla crescita microbica. I biofilm. Il metabolismo: rilascio e conservazione dell’energia. I meccanismi di crescita e di adattamento all’ambiente. Le comunità microbiche e l’'organizzazione spaziale: feltri, tappeti, biofilm. Ruolo dei microrganismi nei cicli biogeochimici: carbonio, azoto, zolfo, ferro, fosforo I microrganismi nei diversi compartimenti ambientali: atmosfera, idrosfera e suolo. Microrganismi negli ambienti estremi.
Adattamenti evolutivi delle Piante Superiori (polline, seme, fiore, frutto); fenomeni co-evolutivi di piante; metaboliti secondari vegetali (classificazione, funzione biologica ed ecologica); fitocomplesso; concetto di pianta medicinale, nutraceutico e fitofarmaco; microRNA vegetali; influenza della dieta vegetale e delle piante medicinali sull’'uomo dalle ere primitive ad oggi; genetica vegetale; DNA nucleare, plastidiale e mitocondriale; DNA antico vegetale; archeobotanica; botanica forense; metodiche di analisi e modificazione genetica applicate al regno vegetale (estrazione DNA, OGM, PCR, qPCR, DNA barcoding, microsatelliti, RAPDs, etc.); genetica di popolazioni vegetali (campionamento, selezione di marcatori, misurazioni); agrobiodiversità; conservazione del germoplasma; domesticazione, distribuzione e diffusione delle Piante Superiori; archeobotanica.
Introduzione all'evoluzione biologica, cenni sulle principali teorie evolutive, principi fondamentali dell'evoluzione. Principi di sistematica biologica e concetti di specie. La biodiversità. La popolazione come unità evolutiva. Polimorfismi e variazione geografica nelle popolazioni. Equilibrio di Hardy-Weinberg e fattori dell'evoluzione: mutazione, deriva genica e dimensione di popolazione, flusso genico, inincrocio e accoppiamento assortativo, selezione naturale e selezione sessuale. Analisi di processi microevolutivi e paesaggio adattativo. Frammentazione dell'habitat e struttura genetica delle popolazioni, Uso della statistica F di Wright. Meccanismi di isolamento riproduttivo tra specie e modalità di speciazione. Ibridazione interspecifica e introgressione genica. Classificazione, filogenesi e ricostruzioni filogenetiche. La filogeografia. La coevoluzione. Approfondimenti delle tematiche trattate attraverso lettura e discussione di articoli scientifici recenti pubblicati sulle riviste più prestigiose del settore.
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).
Cenni sui principali reperti fossili della linea evolutiva umana. Modelli di origine della nostra specie. Teoria neutrale ed orologio molecolare. Divergenze uomo-antropomorfe. Marcatori uniparentali e autosomici negli studi di antropologia molecolare. Storia della paleogenetica. Librerie genomiche e paloegenomica. Tecniche NGS di studio del DNA antico (metodi shotgun ed arricchimento). Danni post-mortem del DNA antico. Sequenziamento NGS Illumina. Genomi di Neanderthal, Denisova e popolazioni preistoriche della nostra specie. Popolamento dell'Europa. Popolamento delle Americhe. DNA antico e domesticazione animale (gatti, cavalli). Metagenomica antica, concetti di base e strumenti. Ricostruzione di microbiomi orali antichi. Analisi del DNA da patogeni antichi.
Il corso è suddiviso in 3 sezioni, in cui vengono sviluppati i seguenti argomenti. 1) Fondamenti di citogenetica e analisi del cariotipo (2 CFU): Organizzazione strutturale e funzionale del cromosoma. Centromeri e neocentromeri; costrizioni secondarie; telomeri. Mitosi, meiosi, meccanismi di segregazione e sistemi di controllo. Meccanismi di variabilità - I: Ricombinazione meiotica: ruolo dell’appaiamento degli omologhi, del crossing over e dei noduli di ricombinazione nella produzione di cariotipi normali e varianti. Ricombinazione mitotica. Pseudodominanza ed effetto di posizione. Cause ed effetti dell’Instabilità del genoma nell’insorgenza del cancro. Metodi per l' analisi del cariotipo. Bendaggio convenzionale; bandeggio di replicazione. Tecniche molecolari ad alta risoluzione (Multicolor FISH, SKY, CGH). 2) Mutagenesi ed fondamenti di radiogenetica (2 CFU): Meccanismi di variabilità – II: Mutazioni. Lesioni al DNA spontanee e indotte; meccanismi di riparazione del danno primario al DNA. Agenti mutageni fisici, chimici e biologici. Induzione di aberrazioni cromosomiche strutturali stabili e instabili e di alterazioni numeriche. Conseguenze mitotiche e meiotiche, effetti genetici ed epigenetici. Extrareplicazione del genoma: meccanismi di amplificazione e conseguenze. Compatibilità dei diversi riordinamenti del cariotipo con la sopravvivenza di organismi animali e vegetali. 3) Test in mutagenesi ambientale e approcci metodologici (2 CFU): Frequenza e tasso di mutazione. Livelli di rilevazione del danno indotto al DNA: 1) lesione primaria (effetto precoce, o genotossico); 2) mutazione (effetto permanente, mutageno). Test citogenetici di genotossicità (test della Cometa) e di mutagenesi (test delle aberrazioni cromosomiche, test dei micronuclei). Potenziale mutageno di matrici ambientali contaminate (aria, acqua, suolo); sistemi di saggio (cellule/tessuti e organismi) animali e vegetali; esposizioni in vitro e in vivo; organismi bioindicatori; esposizione in situ ed ex situ. Effetti cancerogeni.
I nutrienti essenziali. Le vitamine. I microelementi e macrominerali. Gli acidi grassi e gli amminoacidi essenziali. Il metabolismo di carboidrati, proteine e lipidi in chiave nutrizionale. I meccanismi biochimici della digestione degli alimenti e le modalità di assorbimento dei nutrienti. L’acqua. La fibra alimentare. Il metabolismo dell’etanolo. Gli alimenti funzionali e i nutraceutici. Energetica, controllo e disturbi del bilancio energetico (obesità, sindrome metabolica, digiuno). Il metabolismo d’organo. Evoluzione dell’alimentazione e nutrizione umana e correlazione con lo sviluppo del cervello di Homo sapiens. I cambiamenti della dieta nel corso dell’evoluzione umana: implicazioni nelle sindromi metaboliche. Esempi di interazione tra genoma e nutrienti (nutrigenomica).
Le basi conoscitive e i temi per l’innovazione nelle scienze applicate alla pesca. Il ruolo della ricerca. Elementi di valutazione delle risorse: modelli olistici, modelli analitici, approcci ecosistemici. Il concetto di stock e lo stock assessment. Implicazioni ecologiche e gestione delle risorse della pesca. Gestione lagunare e conservazione. Il ruolo dell’acquacoltura nella gestione e conservazione delle risorse. Il ruolo dell’acquacoltura nella risoluzione dei problemi alimentari. Il ruolo della genetica e delle biotecnologie in acquacoltura. Nuovi orientamenti produttivi. Qualità dei prodotti e sicurezza alimentare. Sistemi di certificazione. Casi di studio.
Introduzione allo studio delle biomolecole antiche quali il DNA e le proteine. Metodologie chimico-fisiche di diagnosi per determinare lo stato di conservazione dei resti scheletrici. Studio della dieta dei nostri antenati attraverso sia, l’analisi degli isotopi stabili che, l’analisi metagenomica e metaproteomica del tartaro dentale. Analisi dei dati relativi l’alimentazione con l’utilizzo di programmi basati sulle iterazioni Bayesiane. Studio del DNA antico al fine di ricostruire gli eventi migratori che hanno interessato le popolazioni del passato, approfondendo le tecniche di NGS. Lo studio del DNA antico per ricostruire anche il fenotipo dei nostri antenati indagando l’evoluzione di alcuni geni.
I Primati: Caratteri distintivi dell’ordine dei primati rispetto ad altri mammiferi. Biogeografia dei Primati. Principali adattamenti dei Primati. La sistematica dei Primati: Strepsirrini; Aplorrini: Platirrine e Catarrine. Evoluzione e filogenesi dei Primati: il cariotipo dei Primati; le basi biomolecolari della differenziazione nelle specie dei Primati; l’ereditarietà dei caratteri morfometrici Ecologia dei Primati: pattern di accoppiamento e strategie riproduttive; territorialità e depredazione; le abitudini alimentari dei Primati, pattern di attività; comportamento sociale; intelligenza nei Primati, la comunicazione interindividuale e l’origine del linguaggio. Paleoprimatologia. Osservazione dei Primati presenti al Bioparco di Roma
Introduzione all’eso/astrobiologia. Requisiti per la vita come noi la conosciamo, rilevanza del carbonio e dall’acqua. Chimica prebiotica, evoluzione molecolare e vita cellulare. Evidenze fossili sull’origine della vita. Estremofili e prospettive di vita oltre la Terra. Gli analoghi terrestri di Marte. Lo spazio come ambiente estremo. Esperimenti astrobiologici in bassa orbita terrestre, Expose e Biopan. Litopanspermia.
Lezioni teoriche. Introduzione e concetti di base, definizione di archeologia funeraria, tafonomia forense, ricerca tafonomica; il processo di decomposizione; i processi trasformativi; inumazione e cremazione; classificazione delle diverse tipologie di sepoltura (primaria, secondaria, singola, bisoma, multipla); sepolture multiple e relativa cronologia di deposizione; occultamento di cadavere; il numero minimo di individui; decomposizione in spazio pieno e in spazio vuoto; orientamento del corpo; movimenti post-deposizionali; lo scavo archeologico e il punto di vista antropologico; connessioni labili e connessioni persistenti; la compressione dello scheletro; alterazione dei resti scheletrici, fattori biotici e abiotici; la documentazione antropologica; il recupero dei resti scheletrici; body farms; esempi e casi studio. Esercitazioni. Riconoscimento di diverse tipologie di sepoltura e decomposizione; Analisi delle connessioni labili e persistenti e valutazione dell’eventuale compressione dello scheletro; Alterazioni su resti scheletrici; Sepolture multiple, stima del numero minimo di individui; Redazione della documentazione antropologica; Simulazione di un caso-studio. Testi consigliati Materiale fornito dal docente Duday, H. 2006. Lezioni di archeotanatologia. Archeologia Funeraria e antropologia di campo. Roma: Soprintendenza Archeologica di Roma Minozzi, S., Canci, A. 2015. Archeologia dei resti umani. Dallo scavo al laboratorio. Roma: Carocci Editore. Komang Ralebitso-Senior, T. 2018. Forensic Ecogenomics: the application of microbial ecology analyses in forensic contexts. London, UK; San Diego, CA: Academic Press
Concetto di conservazione del materiale vegetale; germoplasma; semi recalcitranti, intermedi e ortodossi; meccanismi molecolari di germinazione; DNA vegetale; propagazione del materiale vegetale; tecniche di tipizzazione genetica; riattivazione della germinazione e della crescita cellulare in vitro; liste rosse; specie a rischio; genetica di popolazione di specie vegetali; biodiversità e monocolture; variabilità genetica; cultivar e varietà.
Concetti e definizioni in Ecotossicologia. Esposizione, bioaccumulo, effetti a differenti livelli di organizzazione della materia. Relazioni dose-risposta, ormesi. Test di tossicità. Test ecotossicologici standard: test su Daphnia, Artemia e Vibrio, modelli di bioremediation con i microbi (Pseudomonas sp.); razionale dei test e prove in laboratorio, elaborazione dei dati.
