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Ecologia e conservazione della Biodiversità animale (non attivato nel 2017/18)

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Ecology and conservation of animal biodiversity

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Anno accademico 2017/2018

Codice dell'attività didattica
SVB0003
Docenti
Prof. Antonio Rolando (Titolare)
Dott. Daniel Edward Chamberlain (Titolare)
Corso di studi
[f008-c508] LM in Biologia dell'Ambiente (Classe LM-06)
Anno
1° anno
Periodo didattico
I semestre
Tipologia
Caratterizzante
Crediti/Valenza
10
SSD dell'attività didattica
BIO/07 - ecologia
Modalità di erogazione
Tradizionale
Lingua di insegnamento
Italiano/English
Modalità di frequenza
Lezioni facoltative e esercitazioni obbligatorie
Tipologia d'esame
Scritto
Prerequisiti
Ecologia
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Sommario del corso

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Obiettivi formativi

Acquisire capacità nel settore dell’ecologia avanzata ed essere in grado di applicarne i principi nel contesto della tutela della biodiversità animale, in modo da avere una competenza sufficiente a portare avanti, nei settori accademici e professionali, ricerche di ecologia avanzata, tra cui il monitoraggio della biodiversità, il monitoraggio ambientale e la consulenza in campo ecologico.

To acquire expertise in advanced ecology and to be able to apply it in the context of conservation of animal biodiversity and so be in a position of sufficient competence to carry out advanced ecological research in either academic or professional sectors, including biodiversity monitoring, environmental monitoring and ecological consultancy.

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Risultati dell'apprendimento attesi

Al termine del corso, lo studente dovrebbe possedere le seguenti conoscenze e capacità:

  • Conoscenza approfondita dei processi fondamentali che determinano la struttura delle comunità, la dimensione e l’andamento delle popolazioni, incluse le influenze antropogeniche;
  • Conoscenza approfondita dei processi evolutivi e di come l’adattamento e la speciazione vengono influenzati dalle interazioni tra specie;
  • Conoscenza approfondita  dei processi demografici, acquisizione di nozioni sui modelli meccanicistici di popolazione, e abilità nell’analisi di dati per stimare i parametri demografici;
  • Capacità di descrivere matematicamente e/o graficamente una serie di processi ecologici, e di misurare e analizzare la diversità biologica;
  • Capacità di pianificare ed attuare programmi di cattura e marcatura, indagini di abbondanza e distribuzione, e analisi ed interpretazione dei dati raccolti per vari gruppi animali;
  • Comprensione della classificazione delle specie minacciate a livello regionale, nazionale e globale e del ruolo delle aree protette nella salvaguardia delle specie;
  • Una solida conoscenza generale della fauna vertebrata italiana di interesse gestionale, in riferimento soprattutto alle specie minacciate.

At the end of the course, the student should possess the following knowledge and skills:

  • An in-depth knowledge of the fundamental processes that dictate community structure, population size and trajectory, including anthropogenic influences
  • A thorough understanding of evolutionary processes, and how adaptation and speciation are influenced by species interactions
  • A broad knowledge of demographic processes, an appreciation of mechanistic population models, and an ability to analyse data in order to estimate demographic parameters
  • An ability to describe mathematically and/or graphically a range of ecological processes, and to measure and analyse biological diversity
  • An ability to plan and carry out trapping and marking programmes, surveys of abundance and distribution, and analysis and interpretation of the data collected, for a range of animals.
  • An understanding of the classification of globally, nationally and regionally threatened species and the role of protected areas in species conservation
  • A sound general knowledge of the Italian vertebrate fauna, with a particular focus on threatened species.
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Modalità di insegnamento

Lezioni frontali per un totale di 80 ore (10 CFU) e 8 ore di esercitazioni in campo (metodi di censimento).

A total of 80 hours (10 CFU) of lectures and 8 hours of a field-based exercises (census methods).

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Modalità di verifica dell'apprendimento

Esame scritto della durata di un'ora.  Si tratta di rispondere a 40 domande (1 punto ciascuno) a risposta multipla (quattro opzioni) e a 10 domande a risposta aperta (2 punti ciascuno) per un totale di 60 punti. Sono poi proposte anche due domande facoltative (1 punto ciascuno) per la lode. Le domande a risposta multipla sono concepite per testare le conoscenze generali degli studenti nella relativa area tematica. Le domande aperte verificano la capacità degli studenti di capire e comunicare concetti ecologici più complessi, tra cui gli aspetti analitici.

A written exam of 1 hour’s duration consisting of 40 multiple choice questions with four options (1 point each), 10 open questions (2 points each) for a total of 60 points, and there are 2 optional ‘bonus’ questions.  The multiple choice questions are designed to test the student’s broad knowledge of the entire subject area.  The open questions test the abilities of the students to understand and communicate more complex ecological concepts, including analytical aspects.

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Programma

a) ECOLOGIA ANIMALE

INTRODUZIONE. La dinamica ecosistemica e le sue ricadute ai vari livelli dell'organizzazione ecologica. Le successioni ecologiche autotrofe ed eterotrofe. Esempi di studio. L’ECOLOGIA EVOLUTIVA.   L'adattamento. The making of the fittest di Sean B. Carrol. Pesci senza sangue. I geni della visione e quelli dell'odorato. I geni della colorazione della pelle e quelli della falcemia. I geni fossili. La logica del processo selettivo. La convergenza adattativa. Passeriformi del genere Ammodramus, mimidi, picidi, trochilidi. Ornitofauna europea vs. ornitofauna americana. Mammiferi placentati e marsupiali. La convergenza a livello di comunità. Alcidi del nord Europa-nord America. Mammiferi sotterranei. Uccelli delle praterie americane e della macchia mediterranea. Uccelli di torbiera. Convergenza ecologico-funzionale: bivalvi e tunicati.  La coevoluzione. La sistematica filogenetica: nematodi e primati. RELAZIONI PREDA-PREDATORE. I mesonichidi americani. Pesci pulitori: Labroides e Aspidontus. Automimetismo in Haplocromis burtoni. Parassitismo di cova. Mimetismo mulleriano e batesiano. Imenotteri e orchidee.  Ecologia della speciazione. Speciazione adattativa ed ecologica. Radiazione adattativa nei ciclidi africani. speciazione ecologica nello spinarello. ECOLOGIA COMPORTMENTALE. La teoria dell'optimal foraging. Il teorema del valore marginale. Ottimizzazione riproduttiva in organismi marini. Selezione sessuale e mating types. Ecologia antiossidativa: cenni.  Equazioni di crescita logistica ed esponenziale. Cenni di demografia. PVA Population Viability Analysis, Vortex. Tecniche e metodi dell'indagine radiotelemetrica. Esempi di studio. Ecologia di metapopolazione. Modellistica : modelli a due sottopopolazioni, modello di Levins e modelli spazialmente espliciti. Dinamica di popolazione e interazioni tra specie. La struttura spaziale delle popolazioni. Presenza delle specie e disponibilità degli habitat. Rete di patches. Habitat loss e habitat fragmentation. I casi dello Strix occidentalis caurina e della Melitea cinxia.  ECOLOGIA DI COMUNITÀ. La teoria della nicchia ecologica: cenni storici. Gli esperimenti di Gause e la formulazione del principio di esclusione competitiva. Le equazioni di Lotka-Volterra. La nicchia multidimensionale di Hutchinson. La nicchia competitiva di Levins e MacArthur. Ampiezza e sovrapposizione di nicchia. Identità formale tra l’indice di ampiezza e quello di diversità di Shannon. Scoiattolo grigio e scoiattolo rosso. La coesistenza interspecifica. Segregazione da habitat e da nicchia: cince, crostacei cirripedi, TyphaLa predazione: selettività, omeostasi e controllo della diversità. Equazioni Lotka-Volterra. Esperimenti di Huffaker e Paine. Alci e lupi nella Royal Isle. Curve di Holling. Le reazioni difensive delle prede: fuga, mobbing, risposte evasive, movimenti erratici, fronteggiare il predatore, costo della predazione. Caratteri aposematici e segnali di avvertimento. ANALISI DELLA DIVERSITÀ. Specie comuni e specie rare: curve di distribuzione (modelli statistici e biologici). Indici di diversità. Diversità tassonomica, funzionale, genetica. Diversità e valutazione ambientale. Misure di beta diversità. Combinazione additiva della diversità. Misure di Diversità ed Entropia.

b) CONSERVAZIONE E GESTIONE DELLA FAUNA

METODI DI CATTURA, MARCATURA E RICATTURA. Catture di mammiferi: telesedazione, gabbie. Catture di uccelli: mist nets, clap nets e metodi vari. Catture di rettili, anfibi e invertebrati. Collari e radiomarcatura. Alterazioni morfologiche permanenti e temporanee. Contrassegni naturali.  CENSIMENTI-CONTEGGI. Metodi per stimare i parametri demografici chiavi deglu uccelli e mammiferi. Mappaggio dei territori, transetti lineari e punti di ascolto; metodi vari per mammiferi e uccelli. Curve di contattabilità, algoritmi e softwares. ANALISI DEMOGRAFICHE. Bootstrapping. Popolazioni chiuse ed aperte. Mortalità, sopravvivenza, emigrazione permanente. Metodi di Petersen, Schnabel, Jolly-Seber. Andamento di popolazione.  Alerts. Analisi di vulnerabilità popolazionale. Modelli demografici.  Dipendenza dalla densità. PRELIEVI ANIMALI E DINAMICA DI POPOLAZIONE. caccia e pesca. Depauperamento venatorio: stambecco, starna, rinoceronte, elefante africano. Sovrasfruttamento da pesca: acciuga peruviana, Tapes decussatus. Equazioni differenziali: crescita esponenziale, logistica. Prelievo sostenibile. Legge nazionale della caccia e specie particolarmente protette. AREE PROTETTE. Convenzioni e direttive internazionali. Aree protette dell’IUCN e il Global Protected Areas Programme. Direttive Birds e Habitat. Natura 2000 e SIC. Aree protette in Italia (parchi nazionali e regionali). CONSERVAZIONE DELLA BIODIVERSITÀ. Convention on Biological Diversity. Convenzioni e direttive internazionali.  IUCN e le categorie di minaccia. Le liste rosse. La lista rossa dei vertebrati italiani. BirdLife International e le specie SPEC. IBA e ZPS. Specie carismatiche, specie chiave, specie bandiera, specie ombrello. Sensibilizzazione e protezione attiva. Strategie adattative e conservazione. Strategie di ‘land sparing e ‘land sharing’. LINEE GENERALI DI GESTIONE DELLA FAUNA ITALIANA. Uccelli italiani di interessa conservazionistico e venatorio.  Mortalità compensativa.  L’effetto dell’intensificazione di agricoltura sulle popolazioni di uccelli in Gran Bretagna. Mammiferi italiani di interessa conservazionistico e venatorio.

a) ANIMAL ECOLOGY

INTRODUCTION. The theory of the ecological niche: historical background. EVOLUTIONARY ECOLOGY. Adaptation. The making of the fittest OF Sean B. Carrol. Bloodless fish. The role of interspecific competition in the evolutionary process. Genes for vision, olfaction, colouration, sickle.cell anaemia. Adaptive convergence. Ammodramus sparrows, mockingbirds, woodpeckers, hummingbirds. European vs. American avifauna. Placental mammals and marsupial mammals. Convergence at the community level. Alcidae of Northern Europe and America. Subterranean mammals. Marsh birds. Birds of the American prairies and their coevolution. Birds of the meditteranean maquis.  Ecological-functional convergence: bivales and tunicates. Phylogenetics: nematodes and primates.  PREDATOR-PREY RELATIONSHIPS: American mesonychids. Cleaner fish: Labroides and Aspidontus. Automimicry in Haplocromis burtoni. Brood parasitism. Mullerian and Batesian mimicry. Hymenoptera and orchids. Predation: selectivity, homeostasis and control of biodiversity. The experiments of Huffaker and Paine. Moose and wolves on Isle Royal. Holling’s curve. Defensive reactions: hiding, mobbing, evasion, erratic movements, confronting predators, costs of predation. Aposematism and distraction signals. BEHAVIOURAL ECOLOGY. Optimal foraging theory. The Marginal Value Theorem. Reproductive optimisation in marine organisms. Sexual selection and mating types. POPULATION ECOLOGY. Logistic and exponential growth curves.  Demography,  Population Viability Analysis.  Vortex software. Meta population ecology. Ecological modelling: models of two subpopulations, Levins’ model, spatially explicit models. Population dynamics and species interactions. Spatial structure of populations. Species presence and habitat availability. Patch networks. Habitat loss and fragmentation. The case of Strix occidentalis caurina and Melitea cinxia. COMMUNITY ECOLOGY  The ecological niche. The experiments of Gause and the formulation of the principle of competitive exclusion. The equations of Lotka-Volterra. Hutchinson’s multidimensional niche. Levins and MacArthur’s competitive niche. Niche breadth and overlap. Differences between index of breadth and index of Shannon diversity. Interspecific coexistence. Red and grey squirrels. Habitat and niche segregation: tits, barnacles, Typha. MEASURING ANIMAL DIVERSITY. Common and rare species: distribution curves (statistical and biological models). Diversity indices. Taxonomic, functional and genetic diversity. Diversity and environmental assessment. Measures of beta diversity. Additive combinations and diversity. Measures of diversity and entropy.

 

b) ANIMAL CONSERVATION AND MANAGEMENT

METHODS OF CAPTURE, MARKING AND RECAPTURE. Mammal catching: telesedation, traps.  Bird catching: mist nests, clap nets and various methods.  Catching reptiles, amphibians and invertebrates.  Collars and radio-tagging.  Permanent and temporary morphological alterations. Natural markings. CENSUS METHODS. Methods for estimating key demographic parameters in birds and mammals.  Territory mapping, line transects and point counts.  Detectability curves, algorithms and software. DEMOGRAPHIC ANALYSIS. Bootstrapping. Closed and open populations. Mortality, survival and permanent emigration. The methods of Petersen, Schnabel, Jolly-Seber.  Population trends. Alerts, Analysis of population vulnerability.  Demographic modelling,  Density-dependence. HUNTING AND POPULATION DYNAMICS. hunting and fishing. Population impacts of hunting: alpine ibex, grey partridge, rhino, African elephant. Over-fishing: Peruvian anchovy, Tapes decussatus. Population dynamic equations: exponential growth, logistic growth. Sustainable harvest. The national law on hunting and specially protected species. PROTECTED AREAS. International conventions and directives. IUCN protected areas and the Global Protected Areas Programme.  The Birds and Habitats Directives.  Natura 2000 and SIC. Protected areas in Italy (national and regional parks). THE CONSERVATION OF BIODIVERSITY. Convention on Biological Diversity. International conventions and directives. IUCN threat categories.  The Red List. The Italian Red List of vertebrates. BirdLife International and SPEC species. IBAs and ZPSs. Charismatic, keystone, flagship and umbrella species.  Awareness raising and active protection.  Adaptive strategies and conservation.  Strategies of ‘land sparing’ and ‘land sharing’. MANAGEMENT GUIDELINES FOR ITALIAN FAUNA. Italian birds of conservation and hunting interest.  Compensatory mortality.  The effects of agricultural intensification on bird populations in Great Britain. Italian mammals of conservation and hunting interest. 

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Testi consigliati e bibliografia

C. Rixen & A. Rolando. 2013. The impact of skiing and winter recreational activities on mountain environment. Bentham e-book. Open access.

C. Rixen & A. Rolando. 2013. The impact of skiing and winter recreational activities on mountain environment. Bentham e-book. Open access.

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Orario lezioni

Nota: Consultare la tabella degli orari pubblicata sull'apposita pagina.

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Altre informazioni

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Ultimo aggiornamento: 12/04/2017 11:34
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