91598 - TEORIA DELL'EVOLUZIONE

Scheda insegnamento

Anno Accademico 2020/2021

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso, lo studente possiede conoscenze avanzate sulla storia del pensiero scientifico in ambito evoluzionistico, sui pattern, processi e meccanismi evolutivi che hanno portato alla diversità dei viventi. In particolare, lo studente, partendo da una trattazione dettagliata del neodarwinismo e degli equilibri punteggiati, conosce le più moderne frontiere della Biologia Evoluzionistica.

Contenuti

MODULO 1 (Passamonti)
Cenni di epistemologia in Biologia Evoluzionistica. Il concetto di Teoria Scientifica. La falsificabilità. Il rasoio di Occam.
Introduzione alla Biologia Evoluzionistica. Applicazioni. Le prove dell'evoluzione. Il concetto di omologia. Introduzione alla Moderna Sintesi. Che cos'è una specie. Definizioni e limiti del concetto di specie. Meccanismi di isolamento riproduttivo. Specie sorelle. Specie ad anello. Clini. Modelli di speciazione: Allopatrico, Simpatrico, Stasipatrico. Speciazione cromosomica. Speciazione per ibridazione. Poliploidia, partenogenesi, ibridogenesi, androgenesi.
La Teoria neutrale. L'orologio molecolare.
Teoria del gene egoista.
Teoria degli equilibri punteggiati. Estinzioni di massa. La fauna di Burgess.
La macroevoluzione e le macromutazioni.
Perchè il sesso? L'evoluzione della riproduzione sessuale.
Ecologia mitocondriale: le relazioni nucleo-mitocondrio, i conflitti genomici e l'evoluzione della cellula eucariote. L'eredità mitocondriale: regole ed eccezioni.
Il problema dell'altruismo in natura. Selezione di gruppo. Fitness inclusiva. Kin selection. Teoria dei giochi.
Origine ed evoluzione della vita sulla terra. Chimica pre-biotica. Esperimenti di Miller. Ipotesi del “brodo primordiale” ed ipotesi alternative. Il mondo ad RNA. I primi organismi unicellulari. Archea. Procariota. Origine degli eucarioti e della pluricellularità. Origine e radiazione evolutiva dei principali Phyla animali.

Modulo 2 (Ghiselli)
Introduzione del corso. Logistica e comunicazioni. Definizione di genoma. Elementi del genoma. Caratteristiche generali dei genomi. Obiettivi della Genomica. Dimensione del genoma e numero di geni.
Evoluzione dei Genomi Procariotici.
Genome size nei procarioti, relazione genome size-numero di geni. Genomescapes e regimi evolutivi. L’operone. Horizontal gene transfer (HGT), il mobiloma procariotico. Muller's ratchet ed importanza dell'HGT nei procarioti. Pangenoma, core-genome, genoma accessorio. Variazione della dimensione del genome size procariotico. Il genoma minimale, "Non-Orthologous Gene Displacement", il contenuto funzionale dei genomi minimali. "The Bureaucratic Ceiling of Genome Complexity". I processi fondamentali nell’evoluzione dei procarioti.
Evoluzione dei Genomi Eucariotici.
Il concetto di funzione, classificazione evoluzionistica della funzionalità nei genomi; C value, genome size, aumento e diminuzione della dimensione del genoma negli eucarioti, duplicazioni genomiche, elementi trasponibili, delezioni; complessità; il paradosso del valore C e possibili soluzioni: ipotesi selezioniste, "onion test", genetic load, ipotesi nucleotipica, effetti fenotipici della dimensione del genoma, ipotesi neutraliste, selfish DNA hypothesis, mutational hazard hypothesis, effective population size ed evoluzione del genoma; il paradosso del valore G e possibili soluzioni: "The Swiss-Army Knife Solution", molecular tinkering: subottimalità e complessità gratuita, "Rube Goldberg Genomes".



Testi/Bibliografia

Ferraguti M., Castellacci C. Evoluzione, modelli e processi. Pearson.

Douglas J. Futuyma. L'evoluzione. Zanichelli.

Mark Ridley. Evoluzione. La storia della vita e i suoi meccanismi. Ed. McGraw-Hill

Carl Zimmer, Douglas J. Emlem. Evolution. Making Sense of Life, 2nd edition. Robert&Company Publishers (McMillan, in Inglese)

Dan Graur “Molecular and Genome Evolution”, Sinauer Associates (in Inglese).

Metodi didattici

Durante le lezioni frontali e le esercitazioni sarà stimolata la discussione ed il confronto con il docente.
E' fortemente richiesta una partecipazione assidua, data la stretta concatenazione degli argomenti trattati.

Modalità di verifica dell'apprendimento

L'esame, al termine del Corso, si propone di valutare il raggiungimento degli obiettivi di apprendimento:

  • conoscenza e la comprensione della Teoria dell'Evoluzione, comprese le sue basi teoriche e i più recenti sviluppi.

Il voto finale è definito da esame orale.

Strumenti a supporto della didattica

Lezioni frontali, con presentazioni powerpoint ed esercitazioni. Saranno messi a disposizione degli studenti tutti i filmati e le immagini presentate a lezione.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Marco Passamonti

Consulta il sito web di Fabrizio Ghiselli