Obiettivi formativi
Il corso è offerto a studenti della Laurea Magistrale e ha lo scopo di trasferire loro strumenti culturali e operativi per la comprensione delle basi del funzionamento degli ecosistemi (aspetti energetici e biogeochimici), del ruolo strutturante dei micro e macrorganismi e delle loro relazioni nel funzionamento degli ecosistemi e degli impatti delle attività umane sulla biodiversità e sul funzionamento degli ecosistemi.
Sono proposti cinque obiettivi formativi principali.
1. Capire le basi del funzionamento degli ecosistemi; 2. Saper analizzare il ruolo funzionale di micro e macroorganismi; 3. Interpretare l’importanza delle interazioni multiple tra specie; 4. Interpretare le interazioni e i feedback a livello di comunità; 5. Collegare in modo dinamico aspetti di biodiversità, integrità e funzionamento degli ecosistemi.
Prerequisiti
Contenuti dell'insegnamento
Il corso ha come obiettivo principale esplorare in modo quantitativo le relazioni tra la biodiversità e il funzionamento degli ecosistemi. Scopo del corso è di capire le basi del funzionamento degli ecosistemi, i meccanismi che regolano i servizi ecosistemici e gli effetti delle attività umane e della perdita di biodiversità su funzionamento e servizi.
Il corso intende collegare i tradizionali studi di biologia di popolazione e di biogeochimica partendo dall’analisi di una serie di casi di studio in cui il ruolo di singole specie è stato dimostrato essere centrale nel regolare i flussi di materia ed energia in interi ecosistemi. Capire i ruoli delle singole specie nel funzionamento degli ecosistemi è imprescindibile per cogliere aspetti molto più complessi legati a concetti come “diversità e funzionamento”, che includono molteplici relazioni e feedback tra organismi e ambiente fisico. Se una specie è in grado di alterare il trasferimento di materia ed energia in un intero ecosistema è intuitivo pensare che tutte le specie (la “biodiversità”) siano in grado di influenzare la biogeochimica di un ecosistema.
Il corso intende quindi analizzare l’importanza degli organismi nel funzionamento degli ecosistemi e dimostrare come la perdita (o l’ingresso) di alcune specie sia in grado di alterare, a volte profondamente, le interazioni tra sistemi terrestri, acquatici e l’atmosfera o aspetti quali la fertilità nel lungo termine dei suoli, la produzione primaria o la capacità di metabolizzare la sostanza organica.
Il corso è organizzato in 5 moduli, che consistono di lezioni frontali (40h, 5 CFU) e di esercitazioni pratiche (20h, 1 CFU). Modulo 1. (12h) Basi del funzionamento degli ecosistemi; Modulo 2. (12h) Gruppi funzionali di micro e macroorganismi; Modulo 3. (12h) Interazioni multiple tra specie; Modulo 4. (12h) Interazioni a livello di comunità; Modulo 5. (12h) Biodiversità, integrità e funzionamento degli ecosistemi.
Programma esteso
Modulo 1. (12h) Basi del funzionamento degli ecosistemi
1.1.Diversità biologica e cicli della materia in ecosistemi terrestri ed acquatici
1.2.Biodiversità e funzionamento in sistemi naturali e agricoli
1.3.Biodiversità e interazioni con i cicli biogeochimici, con la produttività bentonica e pelagica e con la mineralizzazione del detrito
Modulo 2. (12h) Gruppi funzionali di micro e macroorganismi
2.1.Gruppi funzionali di microorganismi nel suolo e nei sedimenti
2.2.Strategie adattative e tratti ecologici nelle macrofite: il loro ruolo nel funzionamento degli ecosistemi acquatici
2.3.Dalle specie alle comunità: l’importanza dei gruppi funzionali
Modulo 3. (12h) Interazioni multiple tra specie
3.1.Gruppi funzionali nei macroinvertebrati
3.2. Mutualismo e struttura di comunità tra macrofite, meio e macrofauna e batteri
3.3. Il ruolo della macrofauna nel mediare il trasferimento dei nutrienti tra sedimenti e piante
Modulo 4. (12h) Interazioni a livello di comunità
4.1.Keystone species
4.2.Ridondanza negli ecosistemi
4.3. Quante specie servono per far funzionare un ecosistema?
4.4. Il ruolo della competizione, dispersione e modificazione dell’habitat
Modulo 5. (12h) Biodiversità, integrità e funzionamento degli ecosistemi
5.1. Biodiversità e il bilancio della natura
5.2. Biodiversità e funzionamento degli ecosistemi lotici, lentici e marino/costeri
5.3. Stabilità degli ecosistemi, competizione e ciclizzazione dei nutrienti
Bibliografia
Un testo di riferimento è "The Princeton Guide to Ecology"
Editore Simon A. Levin
Articoli specifici e altro materiale sono caricati regolarmente su Elly a supporto delle presentazioni.
Metodi didattici
L’organizzazione della didattica prevede uno schema che include per ciascun modulo una o più lezioni frontali in cui vengono introdotti gli aspetti teorici del modulo, l’analisi interattiva studenti-docente di uno o più casi di studio dalla letteratura internazionale e una esercitazione pratica.
E' chiesto agli studenti di presentare un articolo a scelta durante il corso.
Modalità verifica apprendimento
L’apprendimento dei contenuti del corso sarà verificato mediante un esame scritto; la frequenza delle lezioni e la presentazione di un articolo alla classe è indispensabile per affrontare l’esame finale; la partecipazione alle esercitazioni concorrerà inoltre al 20% del voto. Il voto finale è in trentesimi; il voto minimo è 18, quello massimo 30, la eventuale lode è assegnata unicamente agli studenti che durante il corso hanno partecipano in modo interattivo alle lezioni. Agli studenti viene inoltre chiesto di esporre in inglese un articolo a scelta tra quelli proposti dal docente.
Altre informazioni
Obiettivi agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
12, 14, 15
