Biologia e genetica di popolazione
A.A. 2023/2024
Obiettivi formativi
L'insegnamento si propone di fornire agli studenti le nozioni base necessarie per l'analisi delle popolazioni naturali e delle loro dinamiche. Gli argomenti trattati sono fondamentali per la comprensione dei meccanismi di diversificazione, speciazione ed evoluzione delle specie viventi, nonché per lo studio della loro strutturazione. L'analisi della biodiversità e della sua distribuzione nelle popolazioni servirà inoltre per fornire esempi di strategie di conservazione della natura.
Risultati apprendimento attesi
Lo studente acquisirà conoscenze metodologiche e tecniche approfondite per l'analisi biologica. Il metodo scientifico di indagine, focalizzato sullo studio delle popolazioni naturali e sulla loro conservazione, sarà fondamentale per la pianificazione delle attività e durante l'acquisizione e l'analisi dei dati, nonché per l'interpretazione dei risultati.
Periodo: Primo 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
Primo semestre
Programma
Variazione genetica e sue origini: mutazione, ricombinazione trasposizione.
Analisi della variabilità genetica. Sistemi per misurare la variabilità genetica: marcatori 'tradizionali' e moderni.
Struttura genica di una popolazione. Il modello di Hardy Weinberg, calcolo delle frequenze geniche, saggio dell'equilibrio. Struttura genica di caratteri legati al sesso. Linkage disequilibrium.
Studio della dinamica delle popolazioni.
Selezione naturale e suoi effetti sulle frequenze geniche. Selezione su caratteri poligenici. Forme di selezione: direzionale o stabilizzante, frequenza-dipendente. Fitness individuale e fitness complessiva.
Fenomeno della deriva genetica e sue conseguenze sulla dinamica delle frequenze geniche. Effetto del fondatore e del campionamento. Dimensione effettiva di una popolazione, sua stima ed importanza. Individuazione dei fattori che possono modificare la dimensione effettiva di una popolazione.
Stima ed effetto della strutturazione delle popolazioni.
Effetto delle mutazioni geniche e della migrazione. Equilibrio tra mutazione e selezione.
Concetti di popolazione, comunità, condizioni ecologiche e risorse. Parametri demografici fondamentali e struttura demografica; life tables; tasso intrinseco di accrescimento; forme di accrescimento; regolazione densità-dipendente e densità-indipendente di una popolazione e capacità portante. Strategie r e K
Distribuzione degli individui e dispersione
Nicchia ecologica: definizioni, nicchia multidimensionale e sua ampiezza; sovrapposizione fra nicchie di popolazioni coesistenti; character displacement
Interazioni ecologiche fra popolazioni di specie diverse: competizione ed esclusione competitiva, predazione, parassitismo.
Il concetto di vitalità delle popolazioni (population viability)
Evoluzione delle life-history
Analisi della variabilità genetica. Sistemi per misurare la variabilità genetica: marcatori 'tradizionali' e moderni.
Struttura genica di una popolazione. Il modello di Hardy Weinberg, calcolo delle frequenze geniche, saggio dell'equilibrio. Struttura genica di caratteri legati al sesso. Linkage disequilibrium.
Studio della dinamica delle popolazioni.
Selezione naturale e suoi effetti sulle frequenze geniche. Selezione su caratteri poligenici. Forme di selezione: direzionale o stabilizzante, frequenza-dipendente. Fitness individuale e fitness complessiva.
Fenomeno della deriva genetica e sue conseguenze sulla dinamica delle frequenze geniche. Effetto del fondatore e del campionamento. Dimensione effettiva di una popolazione, sua stima ed importanza. Individuazione dei fattori che possono modificare la dimensione effettiva di una popolazione.
Stima ed effetto della strutturazione delle popolazioni.
Effetto delle mutazioni geniche e della migrazione. Equilibrio tra mutazione e selezione.
Concetti di popolazione, comunità, condizioni ecologiche e risorse. Parametri demografici fondamentali e struttura demografica; life tables; tasso intrinseco di accrescimento; forme di accrescimento; regolazione densità-dipendente e densità-indipendente di una popolazione e capacità portante. Strategie r e K
Distribuzione degli individui e dispersione
Nicchia ecologica: definizioni, nicchia multidimensionale e sua ampiezza; sovrapposizione fra nicchie di popolazioni coesistenti; character displacement
Interazioni ecologiche fra popolazioni di specie diverse: competizione ed esclusione competitiva, predazione, parassitismo.
Il concetto di vitalità delle popolazioni (population viability)
Evoluzione delle life-history
Prerequisiti
Sono richieste conoscenze della genetica di base e di evoluzione biologica. Un corso introduttivo di statistica e familiarità con l'algebra sono sicuramente utili.
Poiché uno o più testi di riferimento sono disponibili o consigliati nella versione in lingua originale, e si farà spesso uso e riferimento a articoli scientifici inerenti gli argomenti del programma, è richiesta una sufficiente capacità di lettura e comprensione dei testi scritti in inglese.
Poiché uno o più testi di riferimento sono disponibili o consigliati nella versione in lingua originale, e si farà spesso uso e riferimento a articoli scientifici inerenti gli argomenti del programma, è richiesta una sufficiente capacità di lettura e comprensione dei testi scritti in inglese.
Metodi didattici
Modalità di erogazione del corso basata su lezioni frontali interattive supportate da materiale proiettato, corredate da numerosi esempi.
Lo studente sarà coinvolto a partecipare attivamente in discussioni volte a migliorare le proprie capacità critiche, rielaborando i concetti acquisiti e comunicando i concetti in maniera appropriata.
Lo studente sarà coinvolto a partecipare attivamente in discussioni volte a migliorare le proprie capacità critiche, rielaborando i concetti acquisiti e comunicando i concetti in maniera appropriata.
Materiale di riferimento
· Neal Dick - Introduction to Population Biology. 2nd edition. Cambridge University Press. https://doi.org/10.1017/9781139107976
· Begon M., Harper J.L., Townsend C.R. Ecologia - individui, Popolazioni, Comunità. Zanichelli Ed. 1989 e successive. Consigliata la versione originale: Ecology - Individuals, Populations and Communities. Blackwell Scientific Publications.
· Daniel L. Hartl e Andrew G. Clark - Principles of Population Genetics, 4th Edition - Ed. Sinauer. ISBN: 9780878933082
· Richard Frankham, Jonathan D. Ballou, David A. Briscoe - Introduction to Conservation Genetics 2nd Edition - Ed. Cambridge. https://doi.org/10.1017/CBO9780511808999
· Altro materiale e articoli scientifici verranno proposti e resi disponibili sulla piattaforma Ariel.
http://lgianfranceschibgp.ariel.ctu.unimi.it/
· Begon M., Harper J.L., Townsend C.R. Ecologia - individui, Popolazioni, Comunità. Zanichelli Ed. 1989 e successive. Consigliata la versione originale: Ecology - Individuals, Populations and Communities. Blackwell Scientific Publications.
· Daniel L. Hartl e Andrew G. Clark - Principles of Population Genetics, 4th Edition - Ed. Sinauer. ISBN: 9780878933082
· Richard Frankham, Jonathan D. Ballou, David A. Briscoe - Introduction to Conservation Genetics 2nd Edition - Ed. Cambridge. https://doi.org/10.1017/CBO9780511808999
· Altro materiale e articoli scientifici verranno proposti e resi disponibili sulla piattaforma Ariel.
http://lgianfranceschibgp.ariel.ctu.unimi.it/
Modalità di verifica dell’apprendimento e criteri di valutazione
L'esame finale relativo alle due parti dell'insegnamento è unico e consiste in una discussione sugli argomenti trattati durante il corso. L'esame è orale e partirà con una presentazione dello studente di massino 15 minuti di un articolo scientifico su uno o più degli argomenti dell'insegnamento e riguardante una specie, animale o vegetale, a scelta dello studente. Durante e dopo la presentazione i docenti formuleranno domande per valutare la preparazione del candidato e la sua comprensione degli argomenti.
Le domande non saranno limitate agli argomenti dell'articlo ma potranno vertere su uno qualsiasi degli argomenti trattati durante le lezioni e riassunti nel programma di studio.
La votazione finale, espressa come consuetudine in trentesimi, terrà conto della proprietà di linguaggio, della comprensione degli argomenti presentati e della preparazione del candidato.
Le domande non saranno limitate agli argomenti dell'articlo ma potranno vertere su uno qualsiasi degli argomenti trattati durante le lezioni e riassunti nel programma di studio.
La votazione finale, espressa come consuetudine in trentesimi, terrà conto della proprietà di linguaggio, della comprensione degli argomenti presentati e della preparazione del candidato.
BIO/07 - ECOLOGIA - CFU: 6
Lezioni: 48 ore
Siti didattici
Docente/i
Ricevimento:
Su appuntamento richiesto via e-mail
Studio 2° piano Torre C, Dip. Bioscienze