Adattamento degli organismi all'ambiente
A.A. 2022/2023
Obiettivi formativi
Il corso è dedicato all'analisi delle relazioni tra la fisiologia di piante e animali e le principali variabili ambientali. Obiettivi dell'apprendimento saranno, quindi, la valutazione delle variabili ambientali che influenzano la vita degli organismi e la comprensione degli adattamenti fisiologici all'ambiente
Risultati apprendimento attesi
Conoscenza delle strategie di adattamento e acclimatazione sia degli organismi animali che vegetali in risposta a stimoli e stress di origine ambientale.
Periodo: Secondo semestre
Modalità di valutazione: Esame
Giudizio di valutazione: voto verbalizzato in trentesimi
Corso singolo
Questo insegnamento non può essere seguito come corso singolo. Puoi trovare gli insegnamenti disponibili consultando il catalogo corsi singoli.
Programma e organizzazione didattica
Edizione unica
Responsabile
Periodo
Secondo semestre
Le lezioni si terranno sulla piattaforma Microsoft Teams e potranno essere seguite sia in sincrono sulla base dell'orario prestabilito sia in asincrono perché saranno registrate e lasciate a disposizione degli studenti sulla medesima piattaforma.
Il programma e il materiale di riferimento non subiranno variazioni.
L'esame si svolgerà in forma orale utilizzando la piattaforma Microsoft Teams o, laddove la regolamentazione lo consentisse, in presenza, sempre in forma orale. Saranno utilizzate le stesse modalità di verifica e criteri di valutazione.
Il programma e il materiale di riferimento non subiranno variazioni.
L'esame si svolgerà in forma orale utilizzando la piattaforma Microsoft Teams o, laddove la regolamentazione lo consentisse, in presenza, sempre in forma orale. Saranno utilizzate le stesse modalità di verifica e criteri di valutazione.
Programma
Organismi animali
Meccanismi funzionali alla base delle risposte all'ambiente: adattamenti, acclimatazioni, regolazioni omeostatiche. Organi coinvolti.
L'omestasi osmotica e ionica
Concetto di osmoregolazione, ionoregolazione e bilancio idrico-salino. Organi coinvolti nell'omeostasi osmotica e/o ionica. Strategie adottate in ambienti acquatici a diversa salinità. Meccanismi operanti nel passaggio fra ambienti acquatici a diversa salinità (pesci catadromici ed anadromici). Strategie adottate in ambiente terrestre. Bilancio idrico in rettili, uccelli e mammiferi marini. Escrezione azotata.
La respirazione
Respirazione in acqua - Parametri che influenzano la presenza dei gas respiratori in ambiente acquatico. Organi respiratori adattati alla respirazione acquatica; meccanismi di ventilazione; pesci a respirazione aerea accessoria od obbligatoria. Regolazione della respirazione in ambiente acquatico: dipendenza dalla PO2.
Respirazione aerea - Parametri che influenzano la presenza dei gas respiratori in ambiente aereo. Organi respiratori adattati alla respirazione aerea; meccanismi di ventilazione. Regolazione della respirazione in ambiente aereo: dipendenza dalla PCO2.
Adattamenti particolari - Ambienti ipossici: acque stagnanti, tane e sottosuolo, alte quote. Immersioni in organismi acquatici a respirazione aerea.
La termoregolazione
Diverse strategie di sopravvivenza alle diverse temperature ambientali (endotermi, ectotermi, eterotermi locali e temporali). Meccanismi di produzione e dispersione del calore. Termoregolazione negli endotermi. Risposte alle temperature estreme negli endotermi: ipotermia adattativa in uccelli e mammiferi. Termoregolazione comportamentale negli ectotermi (temperatura preferita); acclimatazione termica. Adattamenti alle temperature estreme (crioprotettori). Termoregolazione nelle colonie di insetti sociali.
Organismi vegetali
Risposte della pianta ad un ambiente a concentrazioni di elementi minerali variabili: assimilazione dell'azoto; "Nitrate sensing and signalling".
Morte cellulare programmata (PCD): Aspetti generali della PCD nelle piante; la PCD come risposta allo stress biotico e abiotico.
Interazione tra piante e altri organismi: simbiosi e stress biotici.
Simbiosi leguminose/Rhizobium; micorrize. Interazione con gli organismi patogeni: basi molecolari delle interazioni pianta/patogeno; sistemi di difesa delle piante: PTI ed ETI, risposta ipersensibile e risposte sistemiche.
Risposte a stress abiotici: risposte della pianta a stress salino, stress idrico, stress indotto da variazioni di temperatura (stress da basse ed elevate temperature), ipo/anossia.
Meccanismi funzionali alla base delle risposte all'ambiente: adattamenti, acclimatazioni, regolazioni omeostatiche. Organi coinvolti.
L'omestasi osmotica e ionica
Concetto di osmoregolazione, ionoregolazione e bilancio idrico-salino. Organi coinvolti nell'omeostasi osmotica e/o ionica. Strategie adottate in ambienti acquatici a diversa salinità. Meccanismi operanti nel passaggio fra ambienti acquatici a diversa salinità (pesci catadromici ed anadromici). Strategie adottate in ambiente terrestre. Bilancio idrico in rettili, uccelli e mammiferi marini. Escrezione azotata.
La respirazione
Respirazione in acqua - Parametri che influenzano la presenza dei gas respiratori in ambiente acquatico. Organi respiratori adattati alla respirazione acquatica; meccanismi di ventilazione; pesci a respirazione aerea accessoria od obbligatoria. Regolazione della respirazione in ambiente acquatico: dipendenza dalla PO2.
Respirazione aerea - Parametri che influenzano la presenza dei gas respiratori in ambiente aereo. Organi respiratori adattati alla respirazione aerea; meccanismi di ventilazione. Regolazione della respirazione in ambiente aereo: dipendenza dalla PCO2.
Adattamenti particolari - Ambienti ipossici: acque stagnanti, tane e sottosuolo, alte quote. Immersioni in organismi acquatici a respirazione aerea.
La termoregolazione
Diverse strategie di sopravvivenza alle diverse temperature ambientali (endotermi, ectotermi, eterotermi locali e temporali). Meccanismi di produzione e dispersione del calore. Termoregolazione negli endotermi. Risposte alle temperature estreme negli endotermi: ipotermia adattativa in uccelli e mammiferi. Termoregolazione comportamentale negli ectotermi (temperatura preferita); acclimatazione termica. Adattamenti alle temperature estreme (crioprotettori). Termoregolazione nelle colonie di insetti sociali.
Organismi vegetali
Risposte della pianta ad un ambiente a concentrazioni di elementi minerali variabili: assimilazione dell'azoto; "Nitrate sensing and signalling".
Morte cellulare programmata (PCD): Aspetti generali della PCD nelle piante; la PCD come risposta allo stress biotico e abiotico.
Interazione tra piante e altri organismi: simbiosi e stress biotici.
Simbiosi leguminose/Rhizobium; micorrize. Interazione con gli organismi patogeni: basi molecolari delle interazioni pianta/patogeno; sistemi di difesa delle piante: PTI ed ETI, risposta ipersensibile e risposte sistemiche.
Risposte a stress abiotici: risposte della pianta a stress salino, stress idrico, stress indotto da variazioni di temperatura (stress da basse ed elevate temperature), ipo/anossia.
Prerequisiti
Conoscenze di base di biologia cellulare e di fisiologia generale e vegetale.
Metodi didattici
Lezioni frontali impartite dai docenti usando diapositive powerpoint. Durante le lezioni, gli studenti saranno incoraggiati a partecipare attivamente con domande e commenti relativi gli argomenti considerati. La frequenza fortemente consigliata.
Materiale di riferimento
-Testi di consultazione:
1)Sherwood L., Klandorf H., Yancey P. "Fisiologia degli animali". Zanichelli
2)L. Taiz, E. Zeiger, I. M. Møller, A Murphy "Plant Physiology and Development". Sixth edition, Sinauer (2018)
3) N. Rascio "Elementi di Fisiologia Vegetale". Terza edizione, EdiSES (2021)
-Articoli scientifici e Review discussi durante le lezioni e caricate sulla piattaforma Ariel
1)Sherwood L., Klandorf H., Yancey P. "Fisiologia degli animali". Zanichelli
2)L. Taiz, E. Zeiger, I. M. Møller, A Murphy "Plant Physiology and Development". Sixth edition, Sinauer (2018)
3) N. Rascio "Elementi di Fisiologia Vegetale". Terza edizione, EdiSES (2021)
-Articoli scientifici e Review discussi durante le lezioni e caricate sulla piattaforma Ariel
Modalità di verifica dell’apprendimento e criteri di valutazione
L'esame consiste in una discussione orale che verte sugli argomenti trattati nel corso. La durata dell'esame è di circa 45 minuti equamente divisi tra la verifica delle conoscenze sulla parte di organismi animali e quella di organismi vegetali.
Criteri di valutazione: assimilazione dei contenuti e dei concetti fondamentali della materia; capacità di comunicare le conoscenze acquisite con una terminologia specifica e proprietà di linguaggio; capacità critica trasversale e di collegamento tra i diversi argomenti trattati.
Il voto è verbalizzato in trentesimi.
Criteri di valutazione: assimilazione dei contenuti e dei concetti fondamentali della materia; capacità di comunicare le conoscenze acquisite con una terminologia specifica e proprietà di linguaggio; capacità critica trasversale e di collegamento tra i diversi argomenti trattati.
Il voto è verbalizzato in trentesimi.
BIO/04 - FISIOLOGIA VEGETALE
BIO/09 - FISIOLOGIA
BIO/09 - FISIOLOGIA
Lezioni: 48 ore
Docenti:
Bonza Maria Cristina, Porta Cristina
Docente/i
Ricevimento:
su appuntamento preso via mail
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