97260 - BIOGEOGRAFIA E MACROECOLOGIA

Conoscenze e abilità da conseguire

L'obiettivo del corso è fornire allo studente una conoscienza avanzata circa la biodiviersità e la distribuzion geografica degli organismi, a diversi livelli tassonomici. Lo studente acquisirà la conoscienza sui fattori evolutivi, popolazionistici, paleogeografici, paleoclimatici ed ecologici che hanno determinato la distribuzione differenziale degli organismi sulla Terra. Inoltre, lo studente acquisirà nozioni di base circa i metodi necessari per lo studio della biogeografia attuale e storica, nonché la capacità di interpretazione dei fattori determinanti la diversità e distribuzione degli organismi in ottica previsionale.

Contenuti

Contenuti teorici

Biogeografia

1. Dalle origini della biogeografia ad oggi: storia della biogeografia; biogeografia ecologica e biogeografia storica; fitogeografia e zoogeografia; distribuzione della vita oggi; Darwin, Wallace, von Humboldt; regionalizzazioni biogeografiche; la biogeografia oggi.

2. La distribuzione nello spazio: limiti di distribuzione; nicchia ecologica, barriere ecologiche, climatiche e geografiche; relitti climatici, topografici; endemismo; interazione tra specie; movimenti nello spazio, migrazione e invasione

3. Comunità ed ecosistemi: coesistenza­; comunità , ecosistemi e diversità delle specie; assemblaggi biotici su scala globale; biomi montani; modelli globali del clima; diagrammi climatici; relazioni tra biomi e clima.

4. Pattern spaziali della biodiversità: quante specie ci sono? gradienti latitudinali della diversità; le eredità delle glaciazioni; latitudine e areali di distribuzione delle specie; diversità e altitudine; hotspot di biodiversità; diversità nello spazio e nel tempo; ipotesi di disturbo intermedio; biodiversità dinamica e teoria neutrale; la relazione specie-area.

5. I motori della diversità: tettonica a placche; distribuzione passata della vita; barriere attuali ed eredità del passato; substrati; evoluzione come fonte di novità; dalle popolazioni alle specie; simpatria contro allopatria; definizioni di specie; dispersione, vicarianza ed endemismo.

6. Biogeografia insulare: tipologie di isole; processi biologici sulle isole; colonizzazione ed estinzione; evoluzione e adattamenti alla vita sulle isole; la sindrome insulare; teoria della biogeografia insulare; modello dinamico generale per la biogeografia delle isole oceaniche; casi famosi (Hawaii, Canarie, Mediterraneo) e casi particolari.

7. La distribuzione della vita: Conoscere la geografia del pianeta; regioni biogeografiche oggi; storia della regionalizzazione biogeografica; biogeografia basata su gruppi animali e biogeografia basata su vegetali; il lascito delle glaciazioni;

8. La specie uomo e i suoi effetti: esseri umani moderni e le estinzioni della megafauna; addomesticamento delle piante e agricoltura; addomesticamento degli animali; Antropocene e crisi della biodiversità; biogeografia della conservazione;

Macroecologia

1. Organizzazione della biodivesità: gradienti; comunità naturali assemblaggi artificiali; alfa, beta e gamma diversità; somiglianze e differenze; indici e misurazioni quantitative; partizionamento della diversità nel tempo e nello spazio; componenti della beta diversità, annidamento e turnover; omogeneizzazione biotica;

2. Modelli di distribuzione e abbondanza delle specie: distribuzione di frequenza e di abbondanza su scala geografica, pattern di variazione della ricchezza di specie lungo gradienti ambientali; frammentazione degli habitat e cambiamenti delle distribuzioni;

3. Species pool e dark Diversity: storia della teoria dello specie-pool, dalla scala locale alla scala globale; relazioni tra scale di osservazione; la diversità oscura; le specie assenti come indicatore degli effetti umani sulla biodiversità.

4. Conservazione della biodiversità: Conservazione su base opportunistica e su base scientifica; pianificare la conservazione usando i big data; cambiamenti climatici e conservazione;

Parte pratica

• l’utilizzo dei big data: estrarre e analizzare i dati da GBIF (Global Biodiversity Information Facility) e altri archivi di dati di biodiversità

• Studiare e modellizzare le relazioni specie-area;

• Calcolare la beta diversità;

• Applicazioni per conservazione della biodiversità.

Testi/Bibliografia

I concetti di biogeografia sono tutti studiabili su:

Cox, C., Moore, P., & Ladle, R. (2016). Biogeography: An Ecological and Evolutionary Approach, 9th Edition. Wiley.

Per la parte di Macroecologia saranno forniti materiali da parte del docente.

 

Per chi volesse approfondire possibili testi sono:

Lomolino M.V., Riddle B.R., Whittaker R.J., 2017. Biogeography: Biological Diversity Across Space and Time. Sinauer Associates

Gaston K.J., Blackburn T., 2008. Pattern and Process in Macroecology. John Wiley & Sons.

Hugget R., 2004. Fundamentals of Biogeography. Taylor & Francis.

Smith Felisa A., Gittleman JohnL., Brown James H. (2014) Foundations of Macroecology: Classic Papers with Commentaries. University of Chicago Press.

Metodi didattici

L'insegnamento è organizzato in 16 lezioni frontali, presentate dal docente con discussione aperta, 4 lezioni basate su discussioni di gruppo di argomenti selezionati, esercizi pratici finalizzati all'assemblaggio e all'analisi di data set di esempio per testare pattern biogeografici e macroecologici.

Per quanto concerne i metodi di insegnamento di questa unit, tutti gli studenti devono sostenere i Moduli di sicurezza 1, 2 online, mentre il Module 3 in classe è necessario per coloro che vogliono approfondire con attività in campagna. Informazioni sul Modulo 3 sono disponibili sul sito web del corso di studio.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

L'esame ha l'obiettivo di verificare che lo studente abbia raggiunto gli obiettivi formativi previsti dal corso.

Tipo di verifica: esame scritto al primo appello e esami orali durante tutti gli appelli successivi.

L’esame scritto si compone di 6 domande aperte relative ai concetti teorici presenti nel programma e/o relative a possibilità di applicare quei concetti in un contesto pratico. La risposta sarà in forma di un breve testo scritto.

L’esame orale si compone di 3 domande ai relative ai concetti teorici presenti nel programma e/o relative a possibilità di applicare quei concetti in un contesto pratico. La risposta sarà in forma orale e prevede una interazione con il docente, che potrà richiedere dettagli.

Descrizione della valutazione: L'esame orale e gli esami scritti sono finalizzati a verificare l'apprendimento da parte degli studenti dei fondamenti teorici sugli argomenti discussi durante il corso e la loro capacità di utilizzare queste conoscenze per comprendere i principali pattern biogeografici e macroecologici, così come per applicare tali conoscenze alla risoluzione di specifici problemi come la pianificazione della conservazione. Particolare attenzione sarà dedicata alla capacità degli studenti di sviluppare un approccio ipotetico-deduttivo nel condurre un ragionamento fondato sul metodo scientifico. Il voto finale sarà basato sulla valutazione delle risposte alle domande fatte. Il raggiungimento di una visione completa, organica e ragionata dei temi trattati, unitamente alla capacità di esprimersi in maniera appropriata, saranno valutati con voti di eccellenza (26-30). La conoscenza per lo più meccanica e mnemonica oltre che poco approfondita, e una capacità di espressione non sempre appropriata, porteranno a valutazioni discrete (22-25). Conoscenze minimali e linguaggio non del tutto appropriato, porteranno a valutazioni sufficienti (18-21). Serie lacune di conoscenze e di espressione, porteranno a valutazioni insufficienti.

 

Strumenti a supporto della didattica

Lecture presentations, textbbook, scientific papers, biogeographical and macroecological data sets, reports of group work.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Alessandro Chiarucci