Obiettivi Formativi

Fornire le basi concettuali in merito a struttura e funzionamento degli ecosistemi terrestri e acquatici, ai processi naturali e antropici, responsabili del cambiamento ambientale, all’ecologia di popolazione ed allo sviluppo ed evoluzione degli ecosistemi.

Learning Goals

To provide basic knowledge on the structure and functioning of the terrestrial and aquatic ecosystems, the natural and anthropogenic processes responsible of environmental changes, the population ecology and the development and evolution of ecosystems.

Metodi didattici

Il corso al fine di raggiungere gli obiettivi formativi previsti è strutturato in lezioni teoriche frontali in aula. In particolare, sono previste 42 ore complessive di didattica (7 CFU) con lezioni frontali. Le lezioni si svolgono settimanalmente in aula e l’esposizione avviene mediante l’utilizzo di diapositive su power-point. Agli studenti verrà inoltre illustrata la strumentazione da campo e da laboratorio di uso corrente nella ricerca ecologica in biologia marina, sia in campo bentonico, che planctonico e sul necton. Su argomenti di maggior interesse o di attualità, seminari saranno programmati con la collaborazione di esperti.

Teaching Methods

The course, in order to achieve the expected objectives is structured in theoretical lectures in the classroom. In particular, a total of 42 teaching hours (7 ECTS) are foreseen. The lessons are held weekly in the classroom and the exhibition takes place with slides on power-points. Instrumentation and laboratory equipment employed for ecological research in marine biology, on benthos, plankton and nekton, will be showed and their use explained. On special subjects of major interest or actuality, workshops will be scheduled with the collaboration of expertise.

Prerequisiti

Conoscenze di base in zoologia sistematica, botanica, citologia, matematica, fisica e chimica.

Prerequisites

Knowledge of the main basic elements of systematic zoology, botany, cytology, mathematics and physics.

Verifiche dell'apprendimento

L’obiettivo della prova orale d’esame consiste nel verificare il livello di conoscenza ed approfondimento degli argomenti del programma del corso e la capacità di ragionamento sviluppata dallo studente. La valutazione è espressa in trentesimi (voto minimo 18).

Assessment

The objective of the oral exam is to verify the level of knowledge and depth of the topics of the course program and the reasoning skills developed by the student. The evaluation is expressed out of thirty (minimum grade 18).

Programma del Corso

L’obiettivo del corso è fornire agli studenti le conoscenze sui fondamenti di Ecologia. Il corso si focalizzerà sulla correlazione tra le componenti abiotica e biotica dell’ecosistema, con discernimenti sulla struttura e processi che guidano gli ecosistemi. Inoltre, la comprensione degli argomenti consente l’uso di un lessico appropriato, utile a sviluppare la capacità di elaborazione dei concetti con piena autonomia di giudizio su questioni ambientali, circa le problematiche relative all’impatto antropico sugli ecosistemi, con riferimenti al concetto di impronta ecologica e di sviluppo sostenibile. Il contenuto del corso di Ecologia tratterà i seguenti argomenti: (a) L’Ecosistema: Struttura e funzionamento dell’ecosistema. Componenti abiotica e biotica. Proprietà emergenti. Flusso unidirezionale e trasformazioni dell’energia. Efficienza ecologica. Ciclo della materia. Produzione e produttività primaria. Produzione secondaria. Elementi chimici e fattori limitanti. Capacità portante. Modelli ecologici informali e formali. Controllo biologico dell’ambiente geochimico nella Gaia ipotesi. Catene e reti trofiche. Metabolismo e dimensioni degli organismi. Struttura trofica e Piramidi ecologiche. (b) Dinamica di popolazione: Proprietà delle popolazioni. Curve di sopravvivenza. Modelli di velocità di accrescimento delle popolazioni. Regolazione Densità-Dipendente e Densità-Indipendente. Curve di accrescimento a forma di J e curva di accrescimento sigmoide o a forma di S. Principio di Allee. Ripartizione dell’energia, r e K strategia. (c) Le popolazioni nelle comunità: Competizione interspecifica e coesistenza. Predazione, Erbivoria, Parassitismo, Commensalismo, Cooperazione, Mutualismo. Concetto di habitat e nicchia ecologica. Biodiversità. Indici di biodiversità. Relazioni tra biodiversità e funzionamento degli ecosistemi. (d) Sviluppo ed evoluzione degli ecosistemi: Successione ecologica primaria e secondaria. Successione autogena primaria e secondaria. Comunità di transizione. Climax. (e) Principali tipi di ecosistemi del pianeta: L’oceano, estuari, acque salmastre (laghi di Faro e Ganzirri), sistemi di upwelling (Stretto di Messina), ecosistemi polari (Antartide).

Course Syllabus

The course aims to provide knowledge on the fundamentals of Ecology. The course will focus on the correlation between abiotic and biotic components of the ecosystem, with insights on the structure and processes that drive the ecosystems. In addition, understanding the topics allows the use of an appropriate language, useful for developing the ability to elaborate concepts with full autonomy of judgment on environmental issues, about the problems related to the anthropogenic impact on ecosystems, with references to the concept of ecological footprint and sustainable development. The content of the ecology course will cover the following topics: (a) The Ecosystem: Structure and functioning of the ecosystem. Abiotic and biotic components. Emerging properties. Unidirectional flow and energy transformations. Ecological efficiency. Cycle of matter. Primary production and productivity. Secondary production. Chemical elements and limiting factors. Bearing capacity. Informal and formal ecological models. Biological control of the geochemical environment in the Gaia hypothesis. Trophic chains and food webs. Metabolism and dimensions of organisms. Trophic structure and ecological pyramids. (b) Population dynamics: Properties f populations. Survival curves. Population growth rate models. Density-Dependent and Density-Independent Adjustment. J-shaped growth curve and sigmoid or S-shaped growth curve. Allee's principle. Energy distribution, r and K strategy. (c) Populations in Communities: Interspecific Competition and Coexistence. Predation, Herbivory, Parasitism, Commensalism, Cooperation, Mutualism. Concept of habitat and ecological niche. Biodiversity. Indices of biodiversity. Relations between biodiversity and ecosystem functioning. (d) Ecosystem development and evolution: Primary and secondary ecological succession. Primary autogenous and secondary allogenic ecological succession. Transitional community. Climax. (e) Main types of ecosystems on the planet: The ocean, estuaries, brackish waters (Faro and Ganzirri lakes), upwelling systems (Strait of Messina), polar ecosystems (Antarctica).