Corso di laurea in Scienze Biologiche

L'insegnamento concorre agli obiettivi formativi del corso di Laurea nell'ambito ecologico,  mirando a formare gli studenti /le studentesse  a comprendere  le relazioni ecologiche tra fattori biotici e abiotici negli ecosistemi naturali ed antropizzati. Fornisce le conoscenze fondamentali sulle problematiche ambientali derivanti dall'impatto antropico sulla biosfera, con particolare riguardo all'inquinamento di aria, suolo ed acqua. Inoltre, il modulo di ecologia quantitativa ha come obiettivo quello di fornire gli strumenti di analisi necessari per garantire un approccio scientifico alle problematiche di gestione e conservazione delle singole specie e di tutela della biodiversità. Queste competenze potranno essere utili agli studenti e alle studentesse che si affacceranno al mondo del lavoro, ad esempio per svolgere attività tecniche all'interno di Enti pubblici locali o aree protette.

Il modulo di Ecologia Applicata Vegetale contribuisce agli obiettivi formativi del Corso di Laurea fornendo conoscenze teoriche e applicate sull’ecologia vegetale, con particolare attenzione alle interazioni tra piante e ambiente, ai processi che determinano distribuzione, adattamento e conservazione delle specie vegetali e al ruolo dell’ecologia nelle sfide ambientali contemporanee. Il modulo mira a sviluppare la capacità di collegare i principi fondamentali dell’ecologia vegetale alle applicazioni in ambito conservazionistico, gestionale e di ripristino ecologico, nonché di interpretare il contributo della biodiversità vegetale ai servizi ecosistemici e al capitale naturale. Attraverso lezioni, attività sul campo ed esercitazioni, il modulo favorisce inoltre l’acquisizione di competenze di osservazione, analisi e interpretazione di dati ecologici e di comunicazione scientifica in forma scritta e orale.

Modulo Ecologia Generale

Alla fine del corso, lo studente/la studentessa dovrebbe aver acquisito le seguenti competenze:

• Capire la struttura generale delle principali matrici della biosfera: atmosfera, pedosfera, idrosfera  e gli scambi di materia ed energia tra di esse
• Capire il funzionamento degli ecosistemi nelle tre matrici
• Possedere conoscenze specialistiche su alcuni ecosistemi: fiumi, laghi, agroecosistemi
• Comprendere l'effetto delle attività umane sulle tre matrici: uso delle energia, del suolo, delle acque, inquinamento, effetti sul cambiamento climatico globale e sulla biodiversità
• Conoscenza dei principali strumenti e indici dell'ecologia quantitativa per le applicazioni concernenti lo studio delle popolazioni e delle comunità biologiche.
• Capacità di utilizzare autonomamente approcci analitici per la valutazione dello stato delle specie della biodiversità

Modulo di Ecologia Applicata Vegetale

Al termine del modulo, lo studente / la studentessa:

• conosce i principi fondamentali dell’ecologia vegetale, le principali interazioni tra piante e ambiente e il ruolo dei fattori abiotici e biotici nella distribuzione, struttura e funzionamento delle specie vegetali e delle comunità;
• è in grado di applicare tali conoscenze all’analisi di specie, adattamenti, comunità vegetali e casi studio relativi alla conservazione della biodiversità e al restauro ecologico;
• è in grado di raccogliere, organizzare e interpretare semplici dati ecologici derivanti da osservazioni sul campo, attività pratiche, letteratura scientifica e banche dati;
• sa valutare criticamente i principali fattori ecologici che influenzano la distribuzione delle piante, interpretare pattern di biodiversità e priorità di conservazione e formulare semplici considerazioni relative alla vulnerabilità ecologica, alla gestione e al restauro degli ecosistemi;
• è in grado di comunicare in modo chiaro, in forma scritta e orale, informazioni e concetti relativi all’ecologia vegetale, utilizzando una terminologia scientifica appropriata;
• è in grado di approfondire in autonomia gli argomenti trattati, integrando conoscenze teoriche, osservazioni di campo, letteratura scientifica e risorse digitali.

Parte su Ecologia Urbana

Alla fine del corso, lo studente/la studentessa dovrebbe avere le seguenti conoscenze e abilità:
• Conoscenza dei principi fondamentali applicati negli studi di ecologia urbana;
• Comprensione dei principali fattori di minaccia che agiscono sulle popolazioni animali di ambienti urbani, delle potenziali interazioni con l'uomo e dell'effetto delle attività umane sulla biodiversità urbana.

Modulo  generale 

Prof Bona

1) Classificazione dei corpi idrici: acque lentiche e lotiche, acque interne, di transizione, costiere. Proprietà fisiche e chimiche, alterazioni (temperatura, pH, ossigeno disciolto). Caso studio Liming nel Lago d’Orta (articolo Calderoni & Tartari 2000 Limnol., 60 (Suppl 2): 69-78). L’ autodepurazione dei fiumi, curva a sacco. Il sistema saprobico di classificazione. Indici biotici: i macroinvertebrati bentonici e l'indice IBE (esercitazione).  Carichi inquinanti diffusi e puntuali e parametri di misura.  Trattamento delle acque reflue: trattamenti primari, secondari, terziari. Trattamento dei fanghi.  L’ecologia dei laghi. L’eutrofizzazione, cause, conseguenze e metodi di misura.   Ecologia dei fiumi. Funzionamento dei fiumi e principali cause di alterazione. L'indice di funzionalità fluviale e applicazione al Parco della Mandria (Venaria, Torino)

Articolo: Calderoni & Tartari 2000 Limnol., 60 (Suppl 2): 69-78).

2) gradienti della biodiversità e minacce globali. Criteri di conservazione delle specie. Calcolo dei principali indici di ricchezza e diversità: Margalef, Shannon, Pielou, Simpson.

3) Composizione dell'atmosfera. Strato dell'ozono. Caratteristiche fisiche dell'atmosfera. Il clima. Zone climatiche terrestri.VariazIoni nel tempo della composizione dell’atmosfera. I CFC e il buco dell’ozono. L'effetto serra e il riscaldamento globale. principali gas serra. Proiezioni future dell’IPPC. Conseguenze su specie ed ecosistemi. Stima della vulnerabilità delle specie al global change .Effetti sulle piante e sulla produzione agricola, la downregulation. Modificazioni nella distribuzione globale degli ecosistemi terrestri. Effetti sulla fenologia delle specie. Impatti sociali e sulla salute umana. Effetti sugli ecosistemi acquatici: acque costiere, acque interne e di transizione. Effetti sugli ecosistemi forestali. Inquinamento dell'aria. Principali fonti inquinanti nelle aree urbane. Inquinanti primari e secondari. Lo smog fotochimico. Le deposizioni acide.

Articolo: Vitasse et al. 2021

Articolo Wetzel et al. Agron. Sustain. Dev. (2014) 34: 1-20 sulle pratiche agroecologiche.

Uscite:

-impianto depurazione acque SMAT

- Parco della Mandria

Ecologia quantitativa Prof La Morgia

L'insegnamento relativo all'uso di modelli matematici per lo studio della dinamica di popolazione e la conservazione delle popolazioni animali affronta i seguenti argomenti:

- Approcci analitici e modellistici in ecologia; conservazione e gestione delle specie, vulneralibilità e rischio di estinzione. Incertezza demografica, ambientale e spaziale.

- I modelli di popolazione: regola generale della crescita geometrica, variazioni nelle condizioni iniziali e valori soglia del tasso di accrescimento discreto.

- Analisi del trend delle popolazioni, definizione di popolazione in declino e minima popolazione vitale, metodi per determinare la MPV. Simulazioni basate su tassi di accrescimento.

- Modelli demografici, matrici di transizione e grafi del ciclo vitale. Tasso finito di crescita, stable stage structure e valore riproduttivo. Sensitività ed elasticità. Autovalori e autovettori della matrice di transizione.

- Modelli demografici nel continuo e tasso intrinseco di accrescimento. Densità dipendenza. Tassodi incremento e fattore di scala. Effetti della variazione del tasso di incremento. Analisi di stabilità.

Gli argomenti trattati sono illustrati e approfonditi tramite l'analisi dei seguenti casi studio:

- Caso studio 1: Stato di conservazione di Caretta caretta. Criteri di vulnerabilità IUCN, minacce per Caretta caretta. Definizione delle strategie di conservazione sulla base dell'analisi disensitività della matrice di transizione.

- Caso studio 2: il problema delle specie aliene invasive e la competizione tra scoiattoli.

- Caso studio 3: ibridazione tra lepri.

- Caso studio 4: la popolazione di orsi in Trentino. Modello di popolazione deterministico: parametrizzazione, analisi di sensitività e perturbazionidella dinamica.

Alcuni appunti di ecologia urbana - Prof. Morelli

Fondamenti di ecologia urbana in un mondo che cambia. Applicazione dell'ecologia quantitativa: quantificare gli effetti dell'urbanizzazione sulla biodiversità. Il concetto di “omogeneizzazione biotica” delle comunità. Avoiders, adapters e exploiters Nuove nicchie ecologiche offerte dalle città agli animali (ad esempio, mammiferi, uccelli).

Articoli: Tryjanowski, P., Morelli, F., Mikula, P., Krištín, A., Indykiewicz, P., Grzywaczewski, G., Kronenberg, J., & Jerzak, L. (2017). Bird diversity in urban green space: A large-scale analysis of differences between parks and cemeteries in Central Europe. Urban Forestry & Urban Greening, 27, 264–271. https://doi.org/10.1016/j.ufug.2017.08.014

Devictor, V., Julliard, R., Clavel, J., Jiguet, F., Lee, A., & Couvet, D. (2008). Functional biotic homogenization of bird communities in disturbed landscapes. Global Ecology and Biogeography, 17(2), 252–261. https://doi.org/10.1111/j.1466-8238.2007.00364.x

Unicità evolutiva e diversità filogenetica nelle comunità degli ambienti urbani. Dall’omogeneizzazione biotica alla ridotta unicità evolutiva della fauna selvatica urbana in Europa e a livello globale. L’importanza di conservare la diversità filogenetica negli ambienti fortemente antropizzati.

Articoli: Morelli, F., Reif, J., Díaz, M., Tryjanowski, P., Ibáñez‐Álamo, J. D., Suhonen, J., Jokimäki, J., Kaisanlahti‐Jokimäki, M., Møller, A. P., Jerzak, L., Bussière, R., Mägi, M., Kominos, T., Galanaki, A., Bukas, N., Marko, G., Pruscini, F., Ciebiera, O., & Benedetti, Y. (2024). Dense city centers support less evolutionary unique bird communities than sparser urban areas. IScience, 27(2), 108945. https://doi.org/10.1016/j.isci.2024.108945

Gumbs, R., Gray, C. L., Hoffmann, M., Molina-Venegas, R., Owen, N. R., & Pollock, L. J. (2023). Conserving avian evolutionary history can effectively safeguard future benefits for people. Science Advances, 9(38), eadh4686. https://doi.org/10.1126/sciadv.adh4686

Intermediate Disturbance Hypotheses. Il concetto di resilienza nelle comunità animali che sfruttano gli ambienti urbani. Come il verde urbano può mantenere o incrementare la biodiversità e la resilienza. Citizen science: opportunità e debolezze legate al coinvolgimento di persone comuni nella scienza. Qualità dei dati: quantità vs. qualità nelle valutazioni ecologiche. Utilizzo di indicatori ecologici per studiare ambienti disturbati.

Articolo: McCloy, M. W. D., Andringa, R. K., Grace, J. K., & Cooper, D. S. (2022). Resilience of Avian Communities to Urbanization and Climate Change: an Integrative Review. Frontiers in Conservation Science, 3, 918873. https://doi.org/10.3389/fcosc.2022.918873

Modulo di Ecologia Applicata Vegetale

Prof. ssa Tiziana Ulian

• Fondamenti di ecologia vegetale e principali concetti introduttivi, con cenni alla storia dell’ecologia.
• Interazioni tra piante e fattori abiotici, con particolare riferimento a luce, temperatura, acqua e suolo.
• Elementi di biologia dei semi e germinazione.
• Interazioni biotiche tra piante e altri organismi.
• Elementi di etnobotanica.
• Principi di ecologia applicata, con particolare riferimento a conservazione in situ ed ex situ, restauro ecologico, servizi ecosistemici e capitale naturale.
• Principali quadri di politica ambientale collegati alla conservazione della biodiversità.
• Casi studio applicati in diversi contesti geografici, con particolare riferimento ad America Latina, Africa e regione mediterranea.
• Osservazioni e attività sul campo presso l’Orto Botanico di Torino e il Parco La Mandria.
• Lavoro di gruppo (Plant Species Profile) finalizzato all’analisi ecologica, conservazionistica e applicata di una specie vegetale.

Modulo generale: 40 ore di lezione frontale e 10 di esercitazioni. Le esercitazioni  includono  una  uscita in campo e un'esercitazione in laboratorio sulla sistematica dei macroinvertebrati fluviali, una visita all'impianto di depurazione acque SMAT. La partecipazione alle attività pratiche è obbligatoria per almeno il 70% delle ore e  concorre alla valutazione finale.

Il modulo di Ecologia Applicata Vegetale si articola in 20 ore di lezioni frontali in lingua inglese, integrate da discussioni e analisi di casi studio. Sono inoltre previste osservazioni e attività sul campo presso l’Orto Botanico di Torino e il Parco La Mandria. Il modulo comprende anche un lavoro di gruppo valutato (Plant Species Profile), articolato in una sessione pratica dedicata e in un elaborato scritto finale. La partecipazione all’elaborato scritto è subordinata alla registrazione e alla frequenza della sessione pratica dedicata. La frequenza alle lezioni non è obbligatoria, ma è fortemente consigliata.

Modulo generale (6 CFU)

Esame scritto in presenza, della durata di 20 minuti. Si tratta di rispondere a 11 domande a risposta multipla (quattro opzioni) e 2 domande a risposta aperta breve.  Le domande dello scritto permettono la valutazione anche delle attività svolte durante il modulo di ecologia quantitativa e di ecologia urbana. Il punteggio ottenuto nello scritto potrà variare fino a +/- 2 punti assegnati sulla base delle attività pratiche proposte durante il corso.

Il voto dello scritto è dato dalla somma dei punteggi ottenuti nelle singole domande (2 punti per ogni domanda a risposta multipla corretta, -1 ogni 3 errate, fino a 4 punti per le risposte aperte.

Modulo di Ecologia Applicata Vegetale (3 CFU) 

La verifica dell’apprendimento per il modulo si basa su una prova scritta in presenza e su un elaborato di gruppo (Plant Species Profile).

• La prova scritta consiste in tre domande aperte sui contenuti del modulo, per una durata di 20 minuti (massimo 33 punti). 
• L’elaborato di gruppo contribuisce con 0–3 punti alla valutazione finale.

Entrambe le prove possono essere svolte in lingua italiana o inglese. 

Il voto finale dell'esame è dato dalla media ponderata sui cfu dei due voti conseguiti nei due moduli. Per conseguire la sufficienza occorre averla riportata per entrambi i moduli

1) Modulo generale

Il materiale illustrato a lezione è disponibile sulla piattaforma Moodle (vedi link a fondo pagina)

È fortemente consigliato l'acquisto di uno dei seguenti testi:

• Bargagli Ecologia Applicata Amos Edizioni
• Galassi Ferrari Viaroli Introduzione all'ecologia applicata Città Studi Edizioni
• Miller Scienze Ambientali  Edises
• Smith and Smith Elementi di ecologia Pearson Editore

2) Modulo Ecologia Applicata Vegetale

I materiali didattici del modulo, incluse le slide delle lezioni, eventuali dispense, articoli scientifici e indicazioni per le attività pratiche e sul campo, saranno resi disponibili sulla piattaforma Moodle.

Testi di riferimento / Suggested references

• Begon, M., Townsend, C. R., & Harper, J. L. (2021). Ecology: From Individuals to Ecosystems (5th ed.). Wiley.
• Baskin, C. C., & Baskin, J. M. (2014). Seeds: Ecology, Biogeography, and Evolution of Dormancy and Germination (2nd ed.). Academic Press.
• Falk, D. A., Palmer, M. A., & Zedler, J. B. (Eds.). (2016). Foundations of Restoration Ecology (2nd ed.). Island Press.
• Goodenough, A. E., & Hart, A. G. (2017). Applied Ecology: Monitoring, Managing, and Conserving. Oxford University Press.
• Pignatti, S. (1994). Ecologia del paesaggio. UTET.
• Primack, R. B. (2014). Essentials of Conservation Biology (6th ed.). Sinauer Associates, an imprint of Oxford University Press.
• Schulze, E.-D., Beck, E., Buchmann, N., Clemens, S., Müller-Hohenstein, K., & Scherer-Lorenzen, M. (2019). Plant Ecology (2nd ed.). Springer.
• Ulian, T., Flores, C., Lira, R., Mamatsharaga, A., Mogotsi, K. K., Muthoka, P., Ngwako, S., Nyamongo, D. O., Omondi, W., Sanogo, A. K., Sanogo, S., & Mattana, E. (Eds.). (2019). Wild Plants for a Sustainable Future: 110 Multipurpose Species. Kew Publishing.

Bibliografia integrativa
Ulteriore bibliografia specialistica e materiali di approfondimento saranno indicati nel corso delle lezioni e resi disponibili tramite Moodle o attraverso link inseriti nel materiale didattico.

Per gli studenti/esse con DSA o disabilità, si prega di prendere visione delle modalità di supporto (https://www.unito.it/servizi/lo-studio/studenti-con-disabilita) e di accoglienza (https://www.unito.it/accoglienza-studenti-con-disabilita-e-dsa) di Ateneo, ed in particolare delle procedure necessarie per il supporto in sede d’esame (https://www.unito.it/servizi/lo-studio/studenti-con-disabilita/supporto-agli-studenti-con-disabilita-sostenere-gli-esami).