Obiettivi Formativi

Il corso si propone di: - fornire conoscenze su: elementi di oceanografia generale, circolazione delle acque del Mar Mediterraneo, relazioni tra masse d’acqua e biocenosi marine, elementi di biogeografia del Mar Mediterraneo, migrazioni; - fare acquisire le basi concettuali dell’ecologia in merito a struttura e funzionamento degli ecosistemi acquatici. I principi alla base dell’ecologia e la conoscenza dei metodi di indagine aiuteranno lo studente a comprendere i processi, naturali e antropici, responsabili del cambiamento ambientale; - incoraggiare gli studenti ad assumere un atteggiamento critico e analitico verso l'informazione tecnica e divulgativa avente come oggetto l'ambiente; - stimolare gli studenti ad interpretare in modo interdisciplinare le informazioni ed i principi ecologici che oggi riteniamo consolidati.

Learning Goals

Learning goals of the course are: -to provide knowledge on General Oceanography, Mediterranean Sea Water circulation, relationships between water masses and biocenosys, biogeography of Mediterranean Sea, biological migrations; - to provide the basic knowledge on the structure and functioning of aquatic ecosystems. The principles and methods that underlie the ecology will help the student to understand the processes of both natural and anthropogenic environmental changes; - to promote critical thinking; - to stimulate the students so they can realize that the environmental science is a complex issue, which needs a multidisciplinary study of its biotic and abiotic components and related dynamics.

Metodi didattici

Il corso è strutturato in lezioni teoriche frontali in aula ed esercitazioni in aula svolte dal docente. In particolare, sono previste 96 ore complessive di didattica (12 CFU) di cui 48 ore di lezione frontale e 48 ore di esercitazioni. Le lezioni si svolgono settimanalmente in aula e l’esposizione avviene mediante l’utilizzo di diapositive su power-point. Per le esercitazioni in aula, gli studenti vengono guidati dal docente in tutte le attività che verranno proposte, e saranno accompagnati alla comprensione e alla corretta interpretazione dei risultati ottenuti dall’esperienza delle esercitazioni in aula.

Teaching Methods

The course is structured in theoretical lectures in the classroom and exercises given by the teacher in the classroom. In particular, a total of 96 teaching hours (12 ECTS) are foreseen, including 48 hours of frontal lessons and 48 hours of exercises in the classroom. The lessons are held weekly in the classroom and the exhibition takes place with slides on power-points. For the exercises in the classroom, students are guided by the teacher in all the practical activities that will be proposed, and will be accompanied by an understanding and correct interpretation of the results obtained from the exercises in the classroom.

Prerequisiti

Conoscenza dei principali elementi di base della matematica, fisica e chimica.

Prerequisites

Knowledge of the main basic elements of mathematics, physics and chemistry.

Verifiche dell'apprendimento

È prevista una prova in itinere e una prova finale, entrambe orali. La prova orale in itinere verterà sugli argomenti relativi al modulo A e mirerà a verificare che gli studenti abbiano acquisito le conoscenze di base relative alla struttura e funzioni degli ecosistemi acquatici. La prova orale finale mirerà a verificare che gli studenti abbiano acquisito le conoscenze relative alla protezione dell’ambiente marino e alla gestione delle sue risorse in termini di sviluppo sostenibile. Per gli studenti che non abbiano sostenuto o superato la prova in itinere, la prova finale verterà anche sugli argomenti del modulo A. 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. Delle attività di esercitazione in aula svolte dal docente verranno valutate le capacità di presentare i risultati ottenuti e di interpretare i risultati stessi. La valutazione finale è la media aritmetica dei voti ottenuti nella prova in itinere e nella prova finale. Per coloro che non abbiano sostenuto o superato la prova in itinere, la valutazione complessiva è relativa solo alla prova finale.

Assessment

An ongoing oral test and a final oral exam are scheduled. The oral ongoing test will focus on the topics related to the Module A and will aim to verify that students have acquired basic knowledge related to structure and functions of aquatic ecosystems. The final oral exam will aim to verify that students have acquired knowledge relating to the protection of the marine environment and the management of its resources in terms of sustainable development. For students who have not attended or passed the first ongoing test, the final test will also focus on the topics of Module A. The objective of the oral exam is to verify the level of knowledge and in-depth analysis of the topics of the course program and the rational ability developed by the student. The activities exercises given by the teacher in the classroom will evaluate the ability to present the results obtained and to interpret the results themselves. The final evaluation is the arithmetic mean of all the obtained scores. For students who have not attended or passed the first ongoing test, the overall evaluation depends on the final oral exam only.

Programma del Corso

------------------------------------------------------------ Modulo: 1638/1 - OCEANOGRAFIA BIOLOGICA ------------------------------------------------------------ OCEANI e MARI: Caratteristiche fisico-chimiche dell’acqua di mare. Salinità, Temperatura, Densità, Luce, PH, Nutrienti inorganici, CO2, O2, Materia organica; correnti superficiali, correnti profonde, correnti verticali, onde e maree. ADATTAMENTI E SPECIALIZZAZIONE DEGLI ORGANISMI MARINI: Taglia, strutture di sostegno e protezione. ECOSISTEMA: Generalità sulla struttura dell’ecosistema marino e sulle sue componenti biotiche e abiotiche. Flusso di energia e ciclo della materia nell’ecosistema marino. Produttività e Produzione Primaria. Catene e reti trofiche. Efficienza ecologica. PROPRIETA’ DELLE POPOLAZIONI: Natalità, Mortalità, Longevità, Curve di sopravvivenza, Modelli di crescita esponenziale e logistico. INTERAZIONI INTERSPECIFICHE: Predazione, Competizione, Simbiosi, Protocooperazione, Parassitismo. Ottimizzazione della spesa energetica nelle specie: r/k strategia. SVILUPPO ED EVOLUZIONE DEGLI ECOSISTEMI: Successione ecologica. Tipi di successioni. Stadi serali. Climax. IL MAR MEDITERRANEO: Geomorfologia. Caratteristiche fisiche, chimiche e biologiche. Circolazione delle masse d’acqua. Scambio di masse d’acqua tra Mediterraneo e Oceano Atlantico. Il sistema profondo del Mediterraneo. Bioluminescenza. Migrazioni circadiane dello Zooplancton, Micronecton e Necton. Migrazioni stagionali ontogenetiche del Necton. Biodiversità ed Ecologia del Benthos, del Plancton e del Necton. PRINCIPALI TIPI DI ECOSISTEMI ACQUATICI DEL MONDO: Oceani, Mari, Estuari, Lagune (Laguna di Venezia), Laghi costieri (Laghi Faro e Ganzirri). METODOLOGIE DI CAMPIONAMENTO DEI PRINCIPALI PARAMETRI CHIMICO-FISICI. STRUMENTAZIONE OCEANOGRAFICA: Sonda multiparametrica; Bottiglie Niskin; Retini planctonici; Reti nectoniche; Benna bentonica. ANALISI IN LABORATORIO: campioni planctonici. ------------------------------------------------------------ Modulo: 5228 - PROTEZIONE DELL'AMBIENTE MARINO ------------------------------------------------------------ Ecosistema marino: struttura trofica; Gradienti ed Ecotoni; Diversità degli ecosistemi acquatici; Ripartizione dell’Energia nei sistemi ecologici marini; Catene trofiche e reti trofiche marine. Aspetti e morfologia della fascia costiera. Concetto di fascia costiera. Geomorfologia della costa siciliana. Ambiente marino costiero. Caratteristiche generali del Mar Mediterraneo: Fenomeni di upwelling, Stretto di Messina; Parametri fisici-ambientali: luce, salinità, temperatura, ossigeno. Organismi marini: fitoplancton, zooplancton, benthos, necton. Ecotipologie costiere e bionomia bentonica. Concetto di piano. Piano adlitorale: caratteristiche ecologiche di lagune e stagni costieri. Piano sopralitorale: pozzi di scogliera. Piano mesolitorale: influenza delle maree. Piano infralitorale: Posidonia oceanica. Piano circalitorale: caratteristiche ecologiche delle grotte marine. Inquinamento marino: tipi di inquinamento; sostanze inquinanti; eutrofizzazione. Salvaguardia della Biodiversità: Aree marine protette e specie minacciate; Riserve naturali marine; Laghi Faro e Ganzirri: aree protette e zone di tutela biologica; Comunità litorali in pericolo; Specie rare e protette; Importazioni florofaunistiche programmate e accidentali. Ecotossicologia: indicatori biologici e risposta delle comunità alle alterazioni dell’ambiente marino. Gestione delle risorse biologiche marine: Il mare oggetto di tutela e di salvaguardia di una risorsa economica. Ambienti polari: Antartide.

Course Syllabus

------------------------------------------------------------ Modulo: 1638/1 - OCEANOGRAFIA BIOLOGICA ------------------------------------------------------------ OCEANS AND SEAS: Physico-chemical characteristics of sea water. Salinity, Temperature, Density, Light, PH, Inorganic Nutrients, Organic Matter, CO2, O2. Surface currents, deep currents, vertical currents, waves and tides. ADAPTATION AND SPECIALIZATION OF MARINE ORGANISMS: Size, surface- volume ratio; colours; support and protection structures. ECOSYSTEM: General information on the structure of the marine ecosystem and its biotic and abiotic components. Energy flow and cycle of matter in the marine ecosystem. Productivity and Primary Production. Trophic chains and nets. Ecological efficiency. PROPERTIES OF POPULATIONS: Birth, Mortality, Longevity, Survival curves, Exponential and logistic growth rate models. INTERSPECIFIC INTERACTIONS: Predation, Competition, Symbiosis, Protocooperation, Parasitism. Optimization of energy expenditure in species: r / k strategy. ECOSYSTEM DEVELOPMENT AND EVOLUTION: Ecological succession, Types of succession, Evening stages, Climax. THE MEDITERRANEAN SEA: Geomorphology. Physical, Chemical and Biological characteristics. Circulation of water masses. Exchange of water masses between the Mediterranean and the Atlantic Ocean. The deep system of the Mediterranean. Bioluminescence. Circadian migrations of Zooplankton, Micronecton and Necton. Necton seasonal ontogenetic migrations. Biodiversity and Ecology of Benthos, Plankton and Necton. MAIN TYPES OF AQUATIC ECOSYSTEMS OF THE WORLD: Ocean, Seas, Estuaries, Lagoons (Venice Lagoon), Coastal Lakes (Faro and Ganzirri Lakes). SAMPLING METHODS OF THE MAIN CHEMICAL-PHYSICAL PARAMETERS: Salinity, Temperature, Oxygen. OCEANOGRAPHIC INSTRUMENTATION: Multiparametric probe; Niskin bottles, Planktonic nets, Nectonic nets, Benthic bucket. LABORATORY ANALYSIS: Planktonic samples. ------------------------------------------------------------ Modulo: 5228 - PROTEZIONE DELL'AMBIENTE MARINO ------------------------------------------------------------ Marine Ecosystem: trophic structure; Gradients and Ecotones; Diversity of aquatic ecosystems; Distribution of energy in marine ecological systems; Food chains and marine food webs. Aspects and morphology of the coastal area. Concept of the coastal area. Geomorphology of the Sicilian coast. Coastal marine environment. General characteristics of the Mediterranean Sea: Upwelling phenomena, Strait of Messina. Physical parameters-environmental light, salinity, temperature, oxygen. Marine organisms: phytoplankton, zooplankton, benthos, nekton. Ecotype coastal and benthic bionomy. Concept plan. Plan adlitorale: ecological characteristics of lagoons and coastal ponds. Plan littoral: wells cliff. Plan mesolittoral: influence of the tides. Infralittoral: Posidonia oceanica. Plan circalittoral: ecological characteristics of sea caves. Marine pollution; types of pollution; polluting substances; eutrophication; Safeguarding Biodiversity; Protected areas and threatened species; Marine natural reserves; Faro and Ganzirri lakes: protected areas and biological protection areas; Coastal communities in danger; Rare and protected species; Scheduled and accidental florofaunistic imports. Ecotoxicology biological indicators and community response to changes in the marine environment; Management of marine biological resources; The sea protected and protected by an economic resource. Polar environments: Antarctica.