Biologia Marina

Padroneggiare le tecniche e le metodologie di censimento e monitoraggio degli habitat e delle popolazioni marine costiere. Il corso intende fornire agli studenti le conoscenze relative alle tecniche fondamentali per l'esecuzione di rilevamenti scientifici subacquei, quali metodi e tecniche di studio delle caratteristiche bionomiche dei fondali (habitat e principali specie macro-zoobentoniche) e dell’ittiofauna, anche attraverso l’utilizzo di rilievi video-fotografici.

L'immersione scientifica (finalità, programmazione, adempimenti, norme di sicurezza).
Metodi e tecniche per lo studio delle caratteristiche topografiche e bionomiche dei fondali marini.
Metodi descrittivi qualitativi e quantitativi per la caratterizzazione dei popolamenti bentonici e dell'ittiofauna.
Utilizzo di strumentazioni scientifiche e di sistemi fotografici e video.
Applicazione di metodi sperimentali in campo: uso della sorbona, prelievo e sorting, uso della trattina, uso del retino da plancton, indagini biometriche, uso del ROV

Metodi di campionamento di habitat bentonici, Paola La Valle (ISPRA)
Protocollo di campionamento e analisi dei macroinvertebrati negli ambienti lacustri (ISPRAMBIENTE)
Manuale di metodologie di campionamento e studio del benthos marino mediterraneo. Volume 10 di Biologia Marina Mediterranea.

Fornire competenze approfondite sui processi biologici ed ecologici che caratterizzano l’ambiente marino, con particolare riferimento alla componente vegetale. Gli studenti acquisiranno conoscenze fondamentali e strumenti metodologici per comprendere la biodiversità, il ruolo ecologico, la gestione e la conservazione delle comunità vegetali acquatiche.
Acquisizione delle conoscenze dei meccanismi fisiologici di adattamento degli organismi vegetali agli ambienti acquatici e del loro utilizzo in un’ottica di fitorimedio.

Biologia dei Vegetali Acquatici: al termine del corso, lo studente dovrà dimostrare di conoscere:

• Le caratteristiche morfologiche, ultrastrutturali e riproduttive dei principali gruppi di organismi vegetali acquatici.
• La composizione e l’ecologia delle comunità vegetali in ambienti marini e di transizione, anche in relazione all’impatto antropico e ai cambiamenti climatici.
  Fisiologia dei Vegetali Acquatici:
• meccanismi biochimici e fisiologici relativi ai processi nutrizionali dei vegetali acquatici con applicazioni per il fitorimedio,
• meccanismi di adattamento degli organismi vegetali all’ambiente acquatico,
• meccanismi biochimici e fisiologici relativi ai processi fotosintetici dei vegetali acquatici.

Biologia dei Vegetali Acquatici: lo studente dovrà essere in grado di:

• Riconoscere i principali gruppi di vegetali acquatici.
• Comprendere le funzioni ecologiche e gli adattamenti in relazione all’ambiente.
• Applicare metodi per la conservazione e la gestione delle comunità vegetali.
• Utilizzare indicatori basati su macrofite per valutare lo stato ecologico di corpi idrici marino-costieri e di transizione.
  Fisiologia dei Vegetali Acquatici:
• possedere gli strumenti per sviluppare in maniera critica e autonoma competenze nella comprensione dei principi alla base degli adattamenti all’ambiente acquatico
• possedere gli strumenti per l’utilizzo degli organismi vegetali acquatici nel fitorimedio

Biologia dei Vegetali Acquatici: al termine del corso, lo studente dovrà saper:

• Valutare in autonomia le interazioni tra vegetali acquatici e fattori biotici/abiotici.
• Interpretare le risposte degli organismi vegetali a disturbi antropici e fluttuazioni climatiche.
• Comunicare i contenuti appresi con un linguaggio tecnico-scientifico adeguato.
• Potenziare le proprie capacità espositive e argomentative.
• Comprendere e discutere criticamente i principali aspetti della biologia dei vegetali acquatici.
• Approfondire autonomamente le conoscenze mediante testi scientifici e articoli specialistici.
• Affrontare temi di ricerca attuali relativi al campo di interesse.
  Fisiologia dei Vegetali Acquatici:
  Al termine dell’insegnamento lo/la studente/studentessa dovrà essere in grado di
• valutare e interpretare dati sperimentali per lo studio degli adattamenti degli organismi vegetali acquatici da un punto di vista fisiologico e per il loro utilizzo nel fitorimedio
• Esporre con chiarezza e proprietà di linguaggio i concetti trattati durante il corso
• Utilizzare correttamente la terminologia scientifica
• Approfondire ed aggiornare le proprie conoscenze sui meccanismi molecolari della crescita degli organismi vegetali in ambienti acquatici e della loro interazione con l’ambiente.

I contenuti erogati per Biologia dei Vegetali Acquatici sono suddivisi in una parte teorica ed una parte pratica in laboratorio e sono così articolati:
Gli organismi vegetali e l’ambiente acquatico. Fitoplancton, fitobenthos, pleuston: composizione e significato ecologico. Fioriture algali tossiche (HABs). Le microalghe tossiche e le principali biointossicazioni. Specie vegetali alloctone ed invasive. Mucillagini ed eutrofizzazione. Idrofite marine completamente sommerse. Idrofite marine parzialmente sommerse. Microalghe endosimbionti. Gli organismi vegetali come biocostruttori. Cenni sulla normativa comunitaria in materia di acque: Water Framework Directive e Marine Strategy Directive. Comunità vegetali delle acque marine costiere e delle acque di transizione. Indici di stato ecologico basati su macrofite: CARLIT, Ecological Evaluation Index, Macrophyte Quality Index, PREI. Metodologie di campionamento.
Attività di laboratorio: applicazione pratica degli indici di stato ecologico basati su macrofite. Riconoscimento delle principali specie di angiosperme e macroalghe marine e di transizione. Analisi morfometriche e lepidocronologiche su Posidonia oceanica.
I contenuti erogati per Fisiologia dei Vegetali Acquatici comprendono:

• Acquisizione, assimilazione e interazioni metaboliche dei principali nutrienti (N, S, P e elementi in tracce).
• Risposte fisiologiche degli organismi vegetali alle variazioni di CO2, temperatura e UV nell’ambiente acquatico.
• Adattamenti evolutivi della fotosintesi nell’ambiente acquatico
• Utilizzo degli organismi vegetali acquatici nel fitorimedio.

Biologia dei Vegetali Acquatici: la valutazione dello studente viene condotta attraverso un colloquio orale che tiene conto della partecipazione alle lezioni e alle discussioni in aula durante tutto il corso. L’esame si articola su una serie di tre-quattro domande che richiedono la discussione dell’argomento proposto e collegamenti con altri, in modo da valutare le conoscenze acquisite, la capacità di ragionamento, le abilità comunicative e di risoluzione di problemi di natura pratica. Viene, inoltre, presa in considerazione l’attività seminariale eventualmente svolta in aula e l’attività di laboratorio, con possibile riconoscimento di campioni vegetali forniti freschi o come campioni di erbario o in immagini fotografiche. Per il voto finale sono valutate le capacità espressive, l’impiego di un linguaggio appropriato alla materia, la capacità di collegare differenti argomenti e le abilità di sintesi.
Fisiologia dei Vegetali Acquatici: l’apprendimento sarà verificato tramite esame orale. La valutazione dell’esame si baserà sulle capacità di dimostrare l’acquisizione delle nozioni fornite, di
esprimerle in maniera adeguata e di dimostrare la capacità di ragionamento.

Biologia dei Vegetali Acquatici: Botanica generale e diversità vegetale. V edizione - G. Pasqua, G. Abbate, C. Forni – Padova: Piccin Nuova Libraria S.p.A. 2025. ISBN 978-88-299-3556-7.
Fisiologia dei Vegetali Acquatici: Taiz & Zeiger FISIOLOGIA VEGETALE, PICCIN
Buchanan, Gruissem, Jones: Biochimica e Biologia molecolare delle piante - Zanichelli

Fornire competenze professionalizzanti sulla biologia della riproduzione e dello sviluppo degli animali marini con particolare riguardo all’influenza dei fattori ambientali e agli aspetti legati alla conservazione e alla gestione.

Conoscenza e capacità di comprensione:
o Lo/la studente/essa deve dimostrare una buona conoscenza di tutti gli argomenti del programma e la capacità di collegarli tra loro. La semplice memorizzazione acritica dei termini e dei concetti non è sufficiente per il superamento dell’esame.

• Conoscenza e capacità di comprensione applicate:
  o A parte la proprietà di linguaggio e descrizione, lo/la studente/essa deve dimostrare la conoscenza di quegli aspetti della biologia della
  riproduzione e dello sviluppo con particolare riguardo alle implicazioni
  conservazionistiche.
• Autonomia di giudizio:
  o Occorre dimostrare senso critico nel selezionare quegli aspetti della
  biologia della riproduzione e dello sviluppo su cui incentrare le ricerche
  relative alla comprensione dei meccanismi, nonché individuazione di
  organismi modelli su cui sviluppare una ricerca.
• Abilità comunicative:
  o Occorre dimostrare la padronanza dell’appropriata terminologia tecnica nel descrivere processi e strutture, spiegandone il significato
  all’occorrenza. A discrezione dello studente, sarà possibile illustrare gli
  argomenti con la produzione di semplici disegni.
• Capacità di apprendere:
  o I testi consigliati coprono per quanto possibile la maggior parte del
  programma; tuttavia, la natura del corso basato su discipline scientifiche sperimentali richiede continui aggiornamenti che saranno forniti a lezione, per cui all’esame si valuterà la capacità d’interpretare e sintetizzare tali contenuti e la capacità d’integrazione con i contenuti dei testi consigliati

Elementi di biologia della riproduzione e sviluppo pre- e postnatale dei principali taxa di animali marini: poriferi, cnidari, platelminti, molluschi, anellidi, nematodi, artropodi, echinodermi, tunicati, agnati, condritti, osteitti, rettili, uccelli, mammiferi. Interazioni tra fattori ambientali e regolazione dei processi riproduttivi e dello sviluppo. Cicli riproduttivi di animali di particolare interesse per le tematiche del corso: poriferi, cnidari, anellidi, molluschi, crostacei, condritti, osteitti, tartarughe, cetacei. Applicazioni pratiche in campo conservazionistico ed
economico.

Prova orale

Fusco, Minelli, Biologia della riproduzione, Pearson.
Menegola et al, Manuale di Biologia dello sviluppo animale, Edises

Acquisire le conoscenze dell’ecologia marina in una visione sistemica e olistica di funzionamento degli ecosistemi marini, in cui si integrano e interagiscono le componenti abiotiche e biotiche e si realizzano gli adattamenti e le specializzazioni degli organismi marini (benthos, plancton, necton) rispetto ai differenti fattori e alle differenti condizioni ecosistemiche.

Al termine del corso lo studente avrà acquisito conoscenze sui fattori e sulle componenti dell’ecosistema marino, sugli adattamenti e sulle specializzazioni degli organismi (benthos, plancton, necton) rispetto alle differenti condizioni ecosistemiche, sulla biodiversità marina, sulla struttura e sul funzionamento degli ecosistemi marini. Avrà inoltre acquisito conoscenze sui processi intraspecifici e interspecifici che regolano la struttura e la dinamica delle popolazioni e delle comunità marine, anche in relazione alle attività umane.

Al termine del corso lo studente sarà in grado di applicare le conoscenze acquisite ai fini della crescita professionale e per la gestione dell’ambiente marino e della sua biodiversità in modo ecocompatibile e sostenibile.

• Autonomia di giudizio
  Acquisizione di autonomia nella valutazione e interpretazione dei dati sperimentali, funzionale all’applicazione di misure di gestione e conservazione dell’ambiente marino, anche in riferimento alle varie pressioni esercitate dall’uomo.
• Abilità comunicative
  Acquisizione della terminologia scientifica inerente all’ecologia, la struttura e il funzionamento degli ecosistemi, al fine di comprendere le relative tematiche ed essere in grado di gestirne la comunicazione.
• Capacità di apprendere in modo autonomo
  Acquisizione di capacità critica e speculativa nell’affrontare gli argomenti e le problematiche dell’ecologia marina, alimentando il desiderio di conoscenza e favorendo l’apprendimento anche attraverso la consultazione di testi, pubblicazioni scientifiche e materiale scientifico disponibile sul web.

INTRODUZIONE ALL’AMBIENTE MARINO. Gli oceani: copertura spaziale e volumetrica. Parametri fisico-chimici delle acque. Salinità, temperatura, luce, pressione. Profondità di compensazione dei carbonati. Geomorfologia dei fondali marini. Sedimenti oceanici. Movimenti del mare: correnti, maree e onde. Ecosistemi marini e terrestri a confronto. Storia evolutiva, tridimensionalità e connettività dell'ambiente marino. I produttori e le catene alimentari negli ecosistemi marini.
ADATTAMENTI E SPECIALIZZAZIONE DEGLI ORGANISMI MARINI. Assetto, dispersione e locomozione. Metabolismo e alimentazione. Densità e viscosità delle acque marine e adattamenti al galleggiamento nel plancton e nel necton. Principali adattamenti alla temperatura (limiti di tolleranza), alla salinità (osmoregolazione) e alla carenza di ossigeno (sistemi respiratori). Adattamenti all'esposizione all'aria. Adattamenti alla pressione e all’assenza di luce. Bioluminescenza. Sistemi di ricezione sonora, elettrica e meccanica. Strutture di sostegno e biocostruzioni. Biotossine nel mare.
LA BIODIVERSITÀ MARINA. Misura della biodiversità mediante curve k-dominanza e curve ABC. Gradienti della biodiversità. Biodiversità del Mediterraneo. Biodiversità e stabilità/funzionamento degli ecosistemi. Ipotesi e modelli sul mantenimento della biodiversità. Hot-spot di biodiversità. Principali cause della perdita di biodiversità.
BENTHOS. Classificazione del benthos. Gli organismi: dai virus alla megafauna. Metodologie di campionamento e di osservazione. Bionomia bentonica e biocenosi. Zonazione del benthos. Piani del sistema fitale e del sistema afitale. Ruolo dei fattori fisico-chimici e dei fattori biotici. Comunità di substrati duri e di substrati incoerenti. Biocenosi di particolare interesse ecologico e conservazionistico. Servizi ecosistemici.
PLANCTON. Caratteristiche e classificazione del plancton: funzionale, dimensionale e tassonomica. Gli organismi del plancton. Metodologie di campionamento. Relazione inversa tra dimensioni e abbondanza. Distribuzione globale del plancton. Migrazioni del plancton. Successioni nella comunità planctonica. Il paradosso del plancton. Luce, nutrienti e cicli vitali come fattori che spiegano la dinamica delle comunità planctoniche. Influenza della meiofauna sulla composizione del plancton. Attività umane, eutrofizzazione e bloom algali.
NECTON. Gli organismi del necton: caratteristiche e adattamenti. Distribuzione geografica e batimetrica del necton. Specie e popolazioni del necton. Gli invertebrati: cefalopodi e crostacei. Pesci cartilaginei e teleostei. Analisi della maturità sessuale in cefalopodi, crostacei, pesci cartilaginei e pesci teleostei. Organismi dello xeronecton: rettili, uccelli e mammiferi marini. Cicli vitali, alimentazione, riproduzione e comportamento. Le migrazioni del necton. Triangolo migratorio di Harden-Jones. Aree di “feeding”, “spawning”, “nursery”. Ruolo delle correnti e delle maree, della disponibilità di risorse trofiche e dei predatori. Ipotesi "match-mismatch". Successo riproduttivo e classi dominanti nella popolazione.
FUNZIONAMENTO DEGLI ECOSISTEMI. Strategie vitali e strategie di sviluppo. Costrizioni evolutive e influenze ambientali. Forme di resistenza. “Benthic-pelagic coupling”. Ecologia del rifornimento laterale (“supply side ecology”). Produttività primaria e fattori condizionanti. Produzione secondaria. Metabolismo degli organismi e produzione di detrito. Materia organica particolata (POM), materia organica disciolta (DOM) e processi correlati. Il circuito microbico (“microbial loop”) e il cortocircuito virale (“viral shunt”). Flussi di carbonio autoctoni e alloctoni. “Pelagic-benthic coupling”. "Benthic boundary layer". Reti trofiche di pascolo e di detrito. Controlli “bottom-up”, “top-down” e “wasp-waist” nelle reti trofiche. Specie chiave e cascate trofiche. Effetti diretti e indiretti nelle reti trofiche. La predazione esercitata dall'uomo sugli organismi del necton attraverso la pesca. “Fishing down marine food webs”.
ECOSISTEMI MARINI PROFONDI. Condizioni fisico-chimiche dell'ambiente marino profondo. Biodiversità. Reti trofiche e organismi. Adattamenti all'assenza di luce, alla scarsità di risorse alimentari e alle difficoltà di accoppiamento. Caratteristiche bio-ecologiche degli organismi lungo il gradiente batimetrico. Hot-spot di biodiversità: canyon sottomarini; montagne sottomarine; ecosistemi a coralli profondi; sorgenti idrotermali profonde (“hydrotermal vents”); ecosistemi con sorgenti di idrocarburi (“cold seep”); habitat di carcasse di grandi cetacei. Piane abissali. Sistemi ipossici e anossici. Bacini ipersalini anossici. Servizi ecosistemi.
ECOSISTEMI DELLE SCOGLIERE CORALLINE ED ECOSISTEMI POLARI. Caratteristiche ecologiche degli ecosistemi corallini tropicali. Simbiosi tra coralli e zooxantelle. Fattori limitanti. Cause del "bleaching" dei coralli. Biodiversità. Reti trofiche e funzionamento. Caratteristiche ecologiche dell'ecosistema artico e antartico. Comunità simpagica. Biodiversità ed endemismi. Reti trofiche e funzionamento. Il cascading delle acque fredde e generazione del “conveyor belt”.
IL MEDITERRANEO. Origini del Mediterraneo. Caratteristiche geomorfologiche, idrografiche e biologiche. Biodiversità del Mediterraneo. Pressioni antropiche sul Mediterraneo. Zone ipossiche e anossiche del Mediterraneo. Eutrofizzazione. “Marine litter”. Pesca e acquacoltura. Specie non indigene. Cambiamento climatico ed effetti sugli organismi e sulle comunità. Misure gestionali ed approccio ecosistemico. Convenzione di Barcellona. Direttiva dell’Unione Europea sulla Strategia per l’ambiente marino.

La modalità di svolgimento della verifica dell’apprendimento sarà un colloquio orale

Danovaro R., 2019. Biologia marina, Biodiversità e funzionamento degli ecosistemi marini. Seconda edizione. De Agostini Scuola SpA. UTET.
Castro P., Huber M.E., 2011. Biologia Marina. McGraw-Hill.
Nybakken J.W., 1977. Marine Biology. An ecological approach. Addison-Wesley Educational Publishers Inc.

Acquisizione delle conoscenze dei meccanismi fisiologici di adattamento degli organismi vegetali agli ambienti acquatici e del loro utilizzo in un’ottica di fitorimedio.

• Acquisizione, assimilazione e interazioni metaboliche dei principali nutrienti (N, S, P e elementi in tracce):.
• Risposte fisiologiche degli organismi vegetali alle variazioni di CO2, temperatura e UV nell’ambiente acquatico.
• Adattamenti evolutivi della fotosintesi nell’ambiente acquatico
• Utilizzo degli organismi vegetali acquatici nel fitorimedio.

Biologia dei Vegetali Acquatici: la valutazione dello studente viene condotta attraverso un colloquio orale che tiene conto della partecipazione alle lezioni e alle discussioni in aula durante tutto il corso. L’esame si articola su una serie di tre-quattro domande che richiedono la discussione dell’argomento proposto e collegamenti con altri, in modo da valutare le conoscenze acquisite, la capacità di ragionamento, le abilità comunicative e di risoluzione di problemi di natura pratica. Viene, inoltre, presa in considerazione l’attività seminariale eventualmente svolta in aula e l’attività di laboratorio, con possibile riconoscimento di campioni vegetali forniti freschi o come campioni di erbario o in immagini fotografiche. Per il voto finale sono valutate le capacità espressive, l’impiego di un linguaggio appropriato alla materia, la capacità di collegare differenti argomenti e le abilità di sintesi.
Fisiologia dei Vegetali Acquatici: l’apprendimento sarà verificato tramite esame orale. La valutazione dell’esame si baserà sulle capacità di dimostrare l’acquisizione delle nozioni fornite, di
esprimerle in maniera adeguata e di dimostrare la capacità di ragionamento.

Taiz & zeiger FISIOLOGIA VEGETALE, PICCIN
Buchanan, Gruissem, Jones: BIOCHIMICA E BIOLOGIA MOLECOLARE DELLE PIANTE - Zanichelli
Materiale didattico fornito dal docente

• Acquisire conoscenze relative alle caratteristiche generali dei procarioti marini nelle loro varie forme di associazione biotica (free-living, host-associated e host-dependent).
• Conoscere il ruolo ecologico-evolutivo dei procarioti marini con particolare riferimento alle dinamiche di interazione microbica e alla biogeografia.
• Valutare in modo critico e multidisciplinare lo stato di antropizzazione di un ambiente ed essere in grado di progettare indagini in situ ed ex situ finalizzate all’ approfondimento della conoscenza delle componenti procariotiche residenti con finalità sia di monitoraggio (diffusione di resistenza antimicrobica) che di recupero ambientale (bioremediazione).
• Elaborazione ed attuazione di adeguati approcci metodologici per esplorare la componente procariotica marina per la presenza di funzioni utili alla salute umana e/o al recupero ambientale (biorisanamento chimico, produzione di biopolimeri, attività degradativa di polimeri sintetici, ecc).
• Essere in grado di intersecare le conoscenze specifiche della disciplina con quelle di discipline correlate (zoologia, ecologia, chimica, ecc) tenendo conto degli avanzamenti della conoscenza scientifica nel settore della microbiologia marina

-Descrittore di Dublino 1: conoscenza e capacità di comprensione
Gli studenti conosceranno, in grandi linee, i procarioti (free-living, host-associated e host-dependent) nel mondo marino con particolare riferimento al loro ruolo ecologico-evolutivo.
Gli studenti saranno in grado di integrare le conoscenze:

• delle dinamiche di equilibrio batteriofagi-cellule procariotiche con i sistemi di difesa immunitaria procariotica (CRISPR)
• della biogeografia procariotica con quelle del ruolo svolto dagli elementi genetici mobili nel trasferimento genico intra- e intercellulare
• dei cambiamenti climatici con il loro impatto sulle popolazioni microbiche marine
• degli ambienti fortemente antropizzati con il ruolo di bioremediazione ad opera dei batteri
• della genomica dei procarioti in relazione alla salute dell’uomo

-Descrittore di Dublino 2: Conoscenza e capacità di comprensione applicate.
Gli studenti saranno in grado di programmare studi che contribuiranno a fornire nuovi dati e/o ad approfondire la conoscenza su:

• le dinamiche di interazioni microbiche,
• il trasferimento genico orizzontale,
• l’esplorazione del mondo microbico marino per l’identificazione di proprietà batteriche da sfruttare a vantaggio dell’uomo e dell’ambiente.
• Descrittore di Dublino 3: Autonomia di giudizio
  Gli studenti saranno in grado di valutare autonomamente sia i risultati ottenuti dalle indagini svolte, sia la validità degli approcci teorici adottati. Gli studenti saranno inoltre in grado di organizzare e interpretare i risultati ottenuti dalle esercitazioni pratiche di laboratorio.
• Descrittore di Dublino 4: Abilità comunicative
  Gli studenti saranno in grado di esporre con linguaggio appropriato i concetti relativi alla microbiologia marina, come ad esempio la descrizione delle popolazioni procariotiche rispetto alla biogeografia marina, il ruolo delle popolazioni batteriche nell’ambiente, l’importanza dello studio del mondo microbico marino con riferimento anche alle scienze omiche
• Descrittore di Dublino 5: Capacità di apprendere in modo autonomo
  Gli studenti saranno in grado di collegare fra loro le conoscenze in ambito microbiologico con i problemi pratici legati allo studio del mondo microbico marino. Inoltre, gli studenti saranno in grado di approfondire autonomamente le conoscenze sulla disciplina cercando, selezionando e leggendo in modo critico la letteratura scientifica anche di recente pubblicazione

Lo studio del mondo microbico marino: le scienze omiche.
Il microbioma marino: diversità e distribuzione.
Biogeografia procariotica: i biofilms e il loro ruolo nella risposta dei procarioti agli stimoli ambientali.
L’interazione microbica: dinamica delle popolazioni procariotiche, quorum sensing, batteriocine, trasferimento genico orizzontale.
Associazione dei procarioti con organismi più complessi: gli olobionti marini.
I batteriofagi marini e il sistema di difesa immunitaria dei procarioti (CRISPR).
Attività antropica e inquinamento marino.
Bioremediazione mediata dai procarioti.
I procarioti e l’economia circolare
I cambiamenti climatici, i loro effetti sul microbioma marino e i rischi per la salute dell’uomo.

La valutazione finale sarà espressa in trentesimi. L’esame si intende superato quando il voto è maggiore o uguale a 18. La lode sarà assegnata per comprovate abilità nel rispondere a quesiti specifici (es. risoluzione di possibili scenari su tematiche inerenti gli argomenti del corso trattati frontalmente o nelle esercitazioni pratiche di laboratorio).

-Biologia dei microorganismi – Brock- quattordicesima edizione (PEARSON)
-MICROBIOLOGIA AMBIENTALE ed elementi di ecologia microbica (AMBROSIANA)

Padroneggiare le tecniche e le metodologie di censimento e monitoraggio degli habitat e delle popolazioni marine costiere. Il corso intende fornire agli studenti le conoscenze relative alle tecniche fondamentali per l'esecuzione di rilevamenti scientifici subacquei, quali metodi e tecniche di studio delle caratteristiche bionomiche dei fondali (habitat e principali specie macro-zoobentoniche) e dell’ittiofauna, anche attraverso l’utilizzo di rilievi video-fotografici.

L'immersione scientifica (finalità, programmazione, adempimenti, norme di sicurezza).
Metodi e tecniche per lo studio delle caratteristiche topografiche e bionomiche dei fondali marini.
Metodi descrittivi qualitativi e quantitativi per la caratterizzazione dei popolamenti bentonici e dell'ittiofauna.
Utilizzo di strumentazioni scientifiche e di sistemi fotografici e video.
Applicazione di metodi sperimentali in campo: uso della sorbona, prelievo e sorting, uso della trattina, uso del retino da plancton, indagini biometriche, uso del ROV

Metodi di campionamento di habitat bentonici, Paola La Valle (ISPRA)
Protocollo di campionamento e analisi dei macroinvertebrati negli ambienti lacustri (ISPRAMBIENTE)
Manuale di metodologie di campionamento e studio del benthos marino mediterraneo. Volume 10 di Biologia Marina Mediterranea.

L’insegnamento si propone di fornire le conoscenze fondamentali sulla biodiversità vegetale negli ambienti costieri e marini di transizione, nonchè sui principali fattori ecologici che determinano la distribuzione delle piante e ancora sulle principali metodologie di indagine utilizzate per la caratterizzazione di questi ambienti in termini di flora, vegetazione e paesaggio.

Al termine del corso, gli studenti dovranno aver acquisito
o comprensione dei rapporti tra i vegetali che caratterizzano gli ambienti costieri e marini di transizione ed i principali fattori ecologici che caratterizzano i relativi ambienti;
o comprensione dei meccanismi che influenzano composizione floristica, struttura, dinamica, distribuzione e fenologia delle comunità vegetali degli ambienti costieri e marini di transizione
o comprensione delle principali metodologie utilizzate per la caratterizzazione della vegetazione dei suddetti ambienti in termini di flora, vegetazione e paesaggio vegetale

Gli studenti alla fine del corso dovranno aver acquisito
o capacità di lettura ed interpretazione del mantello vegetale che caratterizza ambienti costieri e marini di transizione, a diverse scale di osservazione

Al termine del corso, lo studente avrà acquisito le conoscenze di base sulle metodologie di analisi più comuni nell’ambito della ecologia vegetale.
Autonomia di giudizio
Al termine dell’insegnamento lo studente dovrà essere in grado di
o interpretare le cause della distribuzione della componente vegetale degli ecosistemi costieri e marini di transizione ai diversi livelli di espressione
o approfondire e applicare delle conoscenze apprese
Abilità comunicative
o utilizzare lessico e della terminologia scientifica propria della disciplina, svolgere efficacemente attività di divulgazione scientifica, inserirsi in teams che si occupano di conservazione dell’ambiente e comprendere eventuali approfondimenti tramite bibliografia specializzata
capacità di proseguire in modo autonomo
Lo studente, al termine del corso deve essere in grado di
o accedere a fonti bibliografiche e banche dati aggiornate e di effettuare autonomamente l’approfondimento e la lettura critica della disciplina.

vedi singole unità didattiche

Verifica orale.
Criteri di valutazione:

• Conoscenza e capacità di comprensione:
  o accertamento dell’acquisizione delle nozioni relative ai differenti livelli di espressione della componente vegetale negli ecosistemi costieri e marini di transizione ;
  o accertamento della piena comprensione delle relazioni tra i diversi moduli del programma.
• Conoscenza e capacità di comprensione applicate:
  o accertamento della capacità di lettura ed interpretazione del mantello vegetale che caratterizza ambienti costieri e marini di transizione a diverse scale di osservazione
• Autonomia di giudizio:
  o accertamento della capacità di interpretare le relazioni tra la distribuzione di specie e comunità vegetali e le relative cause
• Abilità comunicative:
  o accertamento della capacità di esprimere concetti e formulare interpretazioni con proprietà di linguaggio e chiarezza espositiva facendo uso della terminologia scientifica appresa nel corso del semestre
• Capacità di apprendere:
  o accertamento delle capacità di effettuare collegamenti nell’ambito dell’ecologia vegetale;
  o accertamento della capacità di accedere a fonti bibliografiche e banche dati aggiornate.
  Il voto finale è attribuito in trentesimi. L’esame si intende superato quando il voto è maggiore o uguale a 18.

Acquisizione delle conoscenze relative alla analisi della biodiversità marina attraverso approcci di tassonomia integrata, filogenesi molecolare, filogenomica, filotrascrittomica, DNA barcoding e metabarcoding. Acquisizione delle conoscenze teoriche e pratiche sulle metodiche e tecnologie molecolari e sui programmi e bioinformatiche per lo studio della biodiversità genetica

• Principi di evoluzione e di filogenesi molecolare. Definizione e caratteristiche degli alberi filogenetici. Concetti di omologia, ortologia e paralogia. Breve descrizione dei metodi e modelli per le ricostruzioni filogenetiche
• DNA barcoding e metabarcoding
• Filogenomica e filotrascrittomica applicati allo studio della biodiversità marina
• DNA ambientale per lo studio della biodiversità marina
• La tassonomica integrata per l'identificazione di specie criptiche marine.
• Casi di studio su vertebrati e invertebrati marini
• Laboratorio: ricostruzione di un albero filogenetico da sequenze nucleotidiche codificanti per proteine. Consultazione della banca dati BOLD contenente sequenze di DNA barcode

Modalità di verifica dell’apprendimento
L’esame consiste in una prova orale finalizzata a verificare le conoscenze acquisite, la capacità di interpretare dati sperimentali e la capacità di comprendere e discutere articoli scientifici proposti durante il corso. La valutazione è espressa in trentesimi. L’esame si considera superato con una votazione pari o superiore a 18/30; la votazione massima è 30/30 con lode.
Criteri di valutazione
La valutazione sarà basata sulla verifica:

• delle conoscenze relative agli argomenti trattati durante il corso;
• della capacità di interpretare correttamente i dati ottenuti durante le esercitazioni di laboratorio;
• della capacità di comprendere, analizzare e discutere criticamente gli articoli scientifici proposti durante il corso;
• della capacità di esporre in modo chiaro, coerente e appropriato i contenuti acquisiti e di stabilire collegamenti tra le diverse tematiche affrontate.
  Per Modulo di Biodiversità molecolare delle specie marine
  Modalità di verifica dell’apprendimento:
  Singola prova scritta con 4-6 domande a risposte aperta e di durata minima di 2 ore. Comunicazione dei risultati delle prove tramite sistema Esse3.
  Il voto finale è attribuito in trentesimi. L’esame si intende superato quando il voto è maggiore o uguale a 18. Il voto sarà attribuito in funzione della: comprensione dei quesiti di esame; conoscenza ampia, completa ed approfondita di tutti gli argomenti del corso; chiarezza, proprietà di linguaggio e padronanza della esposizione; capacità di esporre gli argomenti in modo sintetico ed efficace; capacità di collegamenti tra i vari argomenti studiati

Articoli da riviste scientifiche indicati dal docente. Specifici capitoli di testi in inglese indicati dal docente a lezione

L’insegnamento si propone di fornire le conoscenze fondamentali sulla diversità delle piante negli ambienti costieri e marini di transizione

Concetti di nomenclatura, tassonomia e sistematica.
Principali famiglie di piante vascolari presenti in ambienti costieri e marini di transizione, con particolare riferimento alle seguenti: Cupressaceae, Amaranthaceae, Plumbaginaceae, Asteraceae, Juncaceae, Poaceae, Cyperaceae, Potemogetonaceae, Ruppiaceae, Zanichelliaceae.

Botanica generale e diversità vegetale. Pasqua, Abbate, Forni, et al. Editore Piccin

Fornire conoscenze e competenze sulla gestione delle risorse marine secondo un approccio ecosistemico che consideri il funzionamento ecosistemico e il ruolo delle attività umane nel modificarlo. Rispetto a tali attività, saranno approfonditi i temi relativi alle risorse della pesca (risorse alieutiche), agli habitat in cui si esse distribuiscono e alle principali forme di impatto antropico (overfishing, degrado e perdita degli habitat, accumulo di rifiuti in mare). Saranno approfonditi, inoltre, i principali strumenti normativi nazionali ed europei che regolano la conservazione e la gestione dell’ambiente marino e delle sue risorse.

Acquisire le conoscenze sulle differenti risorse biologiche marine e sulle modalità di valutazione, ai fini della conservazione e gestione dell’ambiente marino in maniera ecosostenibile. Imparare ad identificare le tipologie di risorse (in termini di specie e habitat). Acquisire i principali strumenti normativi che regolano la conservazione e la gestione dell’ambiente marino e delle sue risorse.
Queste conoscenze e la capacità di comprensione, utili anche a fini divulgativi e didattici, saranno acquisite mediante le lezioni frontali.

Applicazione delle conoscenze acquisite sulle risorse biologiche marine, ai fini della conservazione e gestione dell’ambiente marino in maniera ecosostenibile. Nel corso delle attività didattiche, lo studente sarà invitato a confrontare le diverse proposte interpretative relative a specifiche tematiche sviluppate.

• Autonomia di giudizio
  Acquisizione di indipendenza di giudizio nella valutazione e interpretazione dei dati sperimentali funzionali all’applicazione di politiche di gestione dell’ambiente marino anche in relazione alle pressioni antropiche. Gli studenti saranno invitati a discutere i casi di studio proposti durante la lezione.
• Abilità comunicative
  Acquisizione del lessico e della terminologia specifica sulle tematiche inerenti la gestione delle risorse, ai fini di una corretta divulgazione delle conoscenze acquisite.
• Capacità di apprendere in modo autonomo
  Acquisizione della capacità di approfondire e leggere in maniera critica le problematiche relative alla gestione degli ecosistemi marini. Lo studente sarà stimolato ad acquisire questa capacità attraverso le attività in aula e la consultazione di testi, pubblicazioni scientifiche e materiale divulgativo.

Le risorse biologiche marine: Funzionamento ecosistemico e risorse marine. Caratteristiche delle risorse alieutiche bentoniche, demersali e pelagiche. Dinamica di uno stock (reclutamento, accrescimento, riproduzione, mortalità). La valutazione delle risorse alieutiche. Attività di pesca e prelievo delle risorse marine. Lo stato delle risorse alieutiche dei mari italiani. Indicatori di stato delle specie commerciali e delle comunità demersali. Piani nazionali di valutazione delle risorse.
Impatti antropici sulle risorse marine: Overfishing; By-catch e specie vulnerabili; Alterazione degli habitat; Cambiamenti climatici; Marine litter.
La gestione delle risorse alieutiche in Mediterraneo: Politica Comune della Pesca e misure di gestione (strutturali, dinamiche, tecniche e spaziali). Principali provvedimenti internazionali e comunitari relativi al Mediterraneo.
L’approccio ecosistemico alla gestione delle risorse marine: Conservazione delle specie e degli habitat. Gestione spaziale e mitigazione dell’impatto su specie vulnerabili, habitat sensibili ed Essential Fish Habitats.
Piani nazionali ed europei di protezione e conservazione delle risorse marine, come habitat e specie; Strategia per l’Ambiente Marino; Piano d’Azione dell’UE per proteggere e ripristinare gli ecosistemi marini per una pesca sostenibile e resiliente; GFCM 2030 Strategy.

Prova orale. Lo studente dovrà dimostrare la conoscenza degli argomenti trattati a lezione e la capacità di saperne integrare e collegare i contenuti. Il voto finale sarà espressione della chiarezza espositiva, della proprietà di linguaggio, della capacità di applicare in contesti divulgativi o didattici le conoscenze acquisite. La partecipazione assidua ed attiva alle lezioni concorrerà ad una valutazione molto positiva.

• Bombace e Lucchetti, 2011. Elementi di Biologia della Pesca. Edagricole Calderini.
• King M., 1995. Fisheries Biology, Assessment and Management. Fishing News Books. Blackwell Science.
• FAO 2023. The State of Mediterranean and Black Sea Fisheries. Special Edition. General Fisheries Commission for the Mediterranean.
• Vasconcellos, M. and Ünal, V., eds. 2022. Transition towards an ecosystem approach to fisheries in the Mediterranean Sea – Lessons learned through selected case studies. FAO Fisheries and Aquaculture Technical Paper No. 681. Rome, FAO.

Prova orale. Lo studente dovrà dimostrare la conoscenza degli argomenti trattati a lezione e la capacità di saperne integrare e collegare i contenuti. Il voto finale sarà espressione della chiarezza espositiva, della proprietà di linguaggio, della capacità di applicare in contesti divulgativi o didattici le conoscenze acquisite. La partecipazione assidua ed attiva alle lezioni concorrerà ad una valutazione molto positiva.

Saranno forniti gli strumenti necessari affinché lo studente possa analizzare autonomamente la variabilità genetica e la struttura delle popolazioni e valutare criticamente i risultati delle relative indagini. Attraverso l’analisi e la discussione di casi studio e lo svolgimento di attività di laboratorio, lo studente svilupperà la capacità di formulare valutazioni autonome e motivate, di pianificare le attività necessarie alla realizzazione delle indagini e di collaborare efficacemente al lavoro di gruppo.

Al termine dell’insegnamento, lo studente dovrà conoscere e comprendere i principali approcci genetici allo studio degli organismi marini, con particolare riferimento ai processi di evoluzione, adattamento e diversificazione in relazione all’ambiente marino. Dovrà inoltre conoscere i principali metodi per lo studio della diversità genetica e della struttura delle popolazioni e comprenderne i principi e le principali applicazioni.
Per il modulo: Biodiversità molecolare delle specie marine
o Apprendimento degli aspetti teorici delle tecnologie molecolari per lo studio della biodiversità degli organismi marini a livello genomico e trascrittomico.
o Cognizione degli aspetti fondamentali di tassonomia integrata e filogenesi molecolare finalizzati alla classificazione della biodiversità e all’identificazione delle specie marine.

Al termine dell’insegnamento, lo studente dovrà essere in grado di applicare le conoscenze acquisite in genetica di popolazione all’analisi e all’interpretazione dei processi evolutivi che determinano le dinamiche spaziali e temporali della diversità genetica nelle popolazioni marine.
Per il modulo: Biodiversità molecolare delle specie marine
o Capacità di esplorare la biodiversità di vertebrati e invertebrati marini che vivono in differenti habitat mediante l’uso di tool molecolari quali il sequenziamento di specifiche regioni di DNA (barcode) o di interi genomi, e le analisi filogenomica e di filotrascrittomica.

Autonomia di giudizio
Lo studente dovrà essere in grado di valutare e interpretare criticamente dati e risultati sperimentali, formulando giudizi autonomi e motivati e riconoscendo i principali limiti degli approcci metodologici adottati.
Abilità comunicative
Lo studente dovrà acquisire una adeguata padronanza del lessico e della terminologia scientifica propri della genetica e dello studio degli organismi marini, necessari per comprendere, discutere e comunicare contenuti scientifici e per approfondire le tematiche affrontate attraverso la consultazione della letteratura specifica.
Capacità di apprendere
Lo studente dovrà dimostrare di aver acquisito gli strumenti metodologici proposti durante il corso, di saper interpretare i risultati delle esercitazioni di laboratorio e di comprendere, analizzare e discutere articoli scientifici relativi agli argomenti trattati.
Competenze trasversali
Il corso fornirà gli strumenti per lo studio e la valutazione della biodiversità, nonché per la comprensione delle sue principali applicazioni nelle scienze della vita e nella conservazione. In particolare, saranno illustrate le metodologie e gli strumenti impiegati per la caratterizzazione della biodiversità, le principali tecniche statistiche per l'analisi dei dati e le strategie di conservazione.
Per il modulo: Biodiversità molecolare delle specie marine
Autonomia di giudizio - Al termine dell’insegnamento lo/la studente/studentessa dovrà essere in grado di:
o scegliere strategie utili per valutare la diversità molecolare delle specie marine;
o interpretare i dati sperimentali derivati dalla letteratura.
Abilità comunicative - Al termine dell’insegnamento lo/la studente/studentessa dovrà essere in grado di:
o utilizzare la terminologia appropriata in uso nel campo degli studi della biodiversità molecolare;
o discutere in modo critico informazioni, idee, problemi e soluzioni a interlocutori specialisti e non specialisti del campo.
Capacità di apprendere in modo autonomo -
o Al termine dell’insegnamento lo studente dovrà essere in grado di apprendere in autonomia da testi tecnico-scientifici di elevata complessità, come monografie e periodici scientifici, e di adoperare/consultare autonomamente strumenti bioinformatici e banche dati relativi alla biodiversità molecolare in ambito marino.

1. Variabilità genetica e genetica di popolazione
Calcolo delle frequenze genotipiche
Calcolo delle frequenze alleliche
Variabilità genetica nelle popolazioni naturali
2. Equilibrio di Hardy-Weinberg
Legge di Hardy-Weinberg
Frequenze genotipiche e alleliche all’equilibrio di Hardy-Weinberg
Implicazioni della legge di Hardy-Weinberg
Estensioni della legge di Hardy-Weinberg
3. Forze evolutive e cambiamenti nelle popolazioni
Forze evolutive responsabili dei cambiamenti nelle frequenze alleliche
Mutazione, migrazione, deriva genetica e selezione naturale
Cambiamenti genetici nelle popolazioni e processo evolutivo
4. Applicazioni allo studio delle popolazioni naturali
Caso di studio: la posidonia
Caso di studio: la Stenella
5. Strumenti per l’analisi genetica delle popolazioni
Principali strumenti per la misura della variabilità genetica nelle popolazioni

Modalità di verifica dell’apprendimento
L’esame consiste in una prova orale finalizzata a verificare le conoscenze acquisite, la capacità di interpretare dati sperimentali e la capacità di comprendere e discutere articoli scientifici proposti durante il corso. La valutazione è espressa in trentesimi. L’esame si considera superato con una votazione pari o superiore a 18/30; la votazione massima è 30/30 con lode.
Criteri di valutazione
La valutazione sarà basata sulla verifica:

• delle conoscenze relative agli argomenti trattati durante il corso;
• della capacità di interpretare correttamente i dati ottenuti durante le esercitazioni di laboratorio;
• della capacità di comprendere, analizzare e discutere criticamente gli articoli scientifici proposti durante il corso;
• della capacità di esporre in modo chiaro, coerente e appropriato i contenuti acquisiti e di stabilire collegamenti tra le diverse tematiche affrontate.
  Per Modulo di Biodiversità molecolare delle specie marine
  Modalità di verifica dell’apprendimento:
  Singola prova scritta con 4-6 domande a risposte aperta e di durata minima di 2 ore. Comunicazione dei risultati delle prove tramite sistema Esse3.
  Il voto finale è attribuito in trentesimi. L’esame si intende superato quando il voto è maggiore o uguale a 18. Il voto sarà attribuito in funzione della: comprensione dei quesiti di esame; conoscenza ampia, completa ed approfondita di tutti gli argomenti del corso; chiarezza, proprietà di linguaggio e padronanza della esposizione; capacità di esporre gli argomenti in modo sintetico ed efficace; capacità di collegamenti tra i vari argomenti studiati

Genetica. Pierce, Zanichelli
Genetica Principi di analisi formale Griffiths, Zanichelli
Presentazioni e altro materiale fornito dal docente durante il corso

Conoscere e comprendere le nozioni di base circa la bio-ecologia e l’evoluzione dei Cetacei del Mediterraneo, nonché le tecniche di monitoraggio della cetofauna con grande attenzione all’attuale ricerca in questo campo.

Conoscenza e capacità di comprensione
•Conoscere ed apprendere le nozioni di base circa il riconoscimento delle specie presenti in Mediterraneo nonché della biologia ed ecologia dei Cetacei.

• Conoscere e comprendere i ruoli funzionali che Odontoceti e Misticeti svolgono nell’ecosistema marino.
• Comprendere gli effetti delle pressioni e degli impatti antropici sugli ecosistemi marini e nonché sui Cetacei.

Conoscenza e capacità di comprensione applicate

• Capacità di raccolta, elaborazione ed analisi in autonomia di dati scientifici inerenti il monitoraggio dei Cetacei.
• Capacità di apprendere le tecniche di monitoraggio finalizzate a stimare la dimensione del gruppo e della popolazione, a raccogliere dati circa il comportamento ivi compreso quello acustico, e la foto-identificazione degli individui.

Autonomia di giudizio
•Contestualizzazione della problematica ambientale in oggetto, con interpretazione e valutazione
dei dati raccolti, elaborati ed analizzati finalizzata alla predisposizione di modelli sperimentali.
Abilità comunicative

• Esposizione logica, articolata ed autonoma delle informazioni acquisite con proprietà linguistica
  adeguata.
  Capacità di apprendere
• Capacità di integrare le nozioni, le metodologie strumentali e di elaborazione dati da diverse fonti
  bibliografiche sia in lingua italiana che inglese al fine di acquisire nuove competenze.

1. Introduzione ai Cetacei del Mediterraneo
2. Cenni di evoluzione e adattamenti morfologici e fisiologici per la vita in mare
3. Metodologie di indagine visiva da differenti piattaforme di osservazione (Distance Sampling, Survey aereo, etc)
4. Tecniche di foto-identificazione dei Cetacei
5. Cenni di bio-acustica marina: vocalizzazione, eco-localizzazione e rumore sottomarino come potenziale disturbo antropico
6. Studio del comportamento dei Cetacei: attività, categorie comportamentali, metodo del focal point scanning
7. Cenni di campionamento genetico, potenzialità della metodologia in merito agli aspetti gestionali e conservazionistici
8. Identificazione e definizione degli habitat preferenziali, interazioni antropogeniche
9. Il ruolo dei Cetacei nella rete trofica marina
10. La gestione e la conservazione dei Cetacei in Mediterraneo
11. Esercitazioni in mare a bordo di imbarcazioni idonee all’osservazione dei Cetacei e alla raccolta dati bio-ecologici. Si prevede un numero massimo di fruitori pari a 20 studenti selezionati secondo l’ordine di iscrizione.

Esame orale articolato sull’intero programma erogato.
•Conoscenza e capacità di comprensione:
Dimostrare la conoscenza degli aspetti teorici dell’intero programma erogato.

• Conoscenza e capacità di comprensione applicate:
  Dimostrare di aver compreso i principi di base delle tecniche di monitoraggio e di analisi affrontate durante il corso.
• Autonomia di giudizio:
  Raccogliere ed interpretare i dati utili a determinare giudizi autonomi, inclusa la riflessione su tematiche di gestione e conservazione dei Cetacei.
• Abilità comunicative:
  Organizzazione delle conoscenze acquisite in un’articolazione inedita, autonoma e logica.
• Capacità di apprendere:
  Sviluppare competenze necessarie per intraprendere studi successivi in autonomia.
  Il soddisfacimento parziale dei criteri sopraelencati è condizione necessaria per il raggiungimento di una valutazione pari a 18/30. I voti superiori a 27/30 verranno attribuiti agli studenti le cui prove soddisfano tutte le capacità elencate nei criteri sopra elencati. Per superare l’esame, riportare quindi un voto non inferiore a 18/30, lo studente deve dimostrare di aver acquisito una conoscenza sufficiente degli argomenti del programma. Per conseguire un punteggio pari a 30/30 e lode, lo studente deve, invece, dimostrare di aver acquisito una conoscenza eccellente di tutti gli argomenti trattati durante il corso.

Buckland S.T., Anderson D.R., Burnham K.P., Laake J.L., Borchers D. L., Thomas L. Advanced Distance Sampling Estimating abundance of biological populations. Oxford University Press.