Adattamento degli organismi all'ambiente
A.A. 2023/2024
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 può essere seguito come corso singolo.
Programma e organizzazione didattica
Edizione unica
Responsabile
Periodo
Secondo semestre
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.
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.
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): 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.
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.
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): 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 con 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
Siti didattici
Docente/i
Ricevimento:
su appuntamento preso via mail
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