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Ecologia vegetale con Laboratorio

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Plant ecology

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Anno accademico 2024/2025

Codice attività didattica
MFN1243
Docenti
Consolata Siniscalco (Titolare)
Giorgio Buffa (Titolare)
Elena Barni (Titolare)
Marco Mucciarelli (Titolare)
Tiziana Ulian (Titolare)
Corso di studio
Laurea Triennale in Scienze Naturali
Anno
3° anno
Periodo
Primo semestre
Tipologia
Caratterizzante
Crediti/Valenza
8 (6 TAF "B" e 2 TAF "C")
SSD attività didattica
BIO/03 - botanica ambientale e applicata
Erogazione
Tradizionale
Lingua
Italiano
Frequenza
Lezioni facoltative e esercitazioni obbligatorie
Tipologia esame
Scritto
Prerequisiti

Pur non essendo obbligatori, rappresentano prerequisiti preferenziali il possesso di conoscenze di base di Botanica generale e di Botanica sistematica con particolare riferimento alla nomenclatura, al riconoscimento e alle basi di sistematica evoluzionistica. Elementi di statistica.

Although not mandatory, basic knowledges on General Botany and on Plant Systematics with particular reference to nomenclature, identification of plants and evolutionary systematics, are a prerequisite. Bases of statistics.
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Sommario insegnamento

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Obiettivi formativi

Conoscere i principali temi dell'ecologia vegetale con particolare riguardo ai rapporti tra vegetali e i seguenti fattori ambientali: 1) climatici: luce, temperatura, precipitazioni, vento, e alle loro interazioni; 2) edafici: suolo e sua composizione, tessitura, struttura, elementi nutritivi; tipi di suolo e relazione con la roccia madre, flora e fauna del suolo, ciclo del carbonio e ciclo dell'azoto, simbiosi e fissazione; 3) biologici: simbiosi, parassitismo, rapporti tra pianta e pianta, rapporti tra piante e animali; 4) antropici: effetti delle principali attività umane sulla flora e sulla vegetazione nei diversi ambienti e a quote diverse. Valutazione e mitigazione degli impatti sui vegetali. Riconoscere nelle piante gli adattamenti a ciascun fattore ambientale e alle sue variazioni, nel tempo e nello spazio. In relazione a questo si prenderanno in considerazione alcune tra le classificazioni proposte in base alla funzionalità degli organismi vegetali: allocazione delle risorse, strategie vegetative e riproduttive, strategie r e K, competitività, forme biologiche. Saper individuare le piante che possono fungere da indicatori biologici e conoscere i concetti di biodiversità vegetale.

The students will understand the main relationships between plant species and light intensity, temperature, water availability, winds, and their interactions. The importance of soil properties will be highlighted on water and nutrient availability. They will have to understand the importance of plants in the Carbon and Nitrogen cycles considering symbiosis and plant-plant relations. Particular importance will be given to human impact and its role in determining the species distribution and vegetation dynamics. The course wants to provide several classification types of plant species, related to functional types, to strategies and role in the vegetation dynamics. Students will be able to highlight plant species that have a clear indicative value and know the different aspects of plant biodiversity from gene to community and landscape,

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Risultati dell'apprendimento attesi

CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE 
Al termine dell'insegnamento gli/le studenti/studentesse dovranno dimostrare di:
1) Aver compreso le ragioni ecologiche delle relazioni tra distribuzione delle specie vegetali e i principali fattori ambientali

2) Aver compreso come alcune  specie vegetali abbiano esigenze ecologiche comuni e quindi convivano in comunità vegetali

3) Conoscere i metodi di rilevamento delle comunità vegetali e la loro importanza nel monitoraggio ambientale

4) Conoscere il valore della biodiversità e dei servizi ecosistemici di alcuni ecosistemi

 

CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE
Gli/le studenti/studentesse dovranno dimostrare di aver acquisito le seguenti capacità:
1) Distinguere, classificare e analizzare le relazioni tra specie vegetali e condizioni ambientali 
2) Saper individuare diverse comunità vegetali e le loro relazioni con i fattori ambientali e con le attività dell'uomo

 

 AUTONOMIA DI GIUDIZIO

Gli/le studenti/studentesse dovranno autonomamente saper valutare le distribuzioni delle specie vegetali e le loro relazioni con i cambiamenti di clima e uso del suolo

ABILITÀ COMUNICATIVE
Attraverso la presentazione delle conoscenze, gli/le studenti/studentesse dovranno dimostrare di saper organizzare un discorso in modo chiaro e sintetico

Inoltre dovranno conoscere la terminologia propria della botanica ambientale e dell'ecologia vegetale con particolare riguardo alla biodiversità, alla conservazione, allo studio delle relazioni tra singole specie e condizioni ambientali in un quadro di cambiamento climatico e
di uso del suolo.

Knowledge and comprehension capacity

At the end of the teaching activities the students will be able to:

1)Understanding the relationships between plant species distribution and the main environmental factors

2)Having undestood that plant species with similar environmental needs live together in a plant community;

3) Knowing the most important methods used to make vegetation relevees;

4) Knowing the importance and meaning of plant biodiversity and of ecosystem services.

Capacity to apply knowledge and comprehension

1) distinguish and analyze the relationships between plant distribution and environmental factors;

2) the student will be able to distinguish the different plant communities and their relationships with human activities.

Indipendence of judgement

The students will be able to  analyze and judge the distributions of plant species in relation to environmental factors and climate and land use change.

Ability to communicate

Students will be able to analyze and discuss the main relationships between plant species and environmental factors in an evolutionary framework. They will learn to use a correct terminology on environmental botany and plant ecology with particualr reference to biodiversity and conservation, and to responses of single plant species and plant communities to environmental conditions under the climate and landuse changes.

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Programma

Lezioni frontali

Rapporti tra i vegetali e le condizioni ambientali: luce, temperatura, acqua. Il clima. Tipi di clima. Diagramma di Walter e Lieth. Adattamenti dei vegetali alle condizioni ambientali e alle loro variazioni. Regolazione ambientale delle germinazioni in natura comprese le dinamiche della banca dei semi del suolo e interazioni tra piante di una comunità (seedling ecology). Il suolo: tessitura, struttura, aggregazione. I tipi di suolo. Nutrienti. Micoroganismi simbionti nel suolo e nelle radici. Funghi micorrizici e reti ifali comuni (CMNs): interazioni con le piante e ruolo nelle dinamiche delle comunità vegetali. Batteri azotofissatori e cicli biogenetici degli elmenti. I fattori topografici. L’erosione del suolo e i vegetali. Il concetto di comunità vegetale.  I metodi di studio delle comunità vegetali: fisionomico, strutturale. Il metodo dei punti sulla linea, quadrati e cerchi di Raunkiaer, fitosociologico. Global change. Effetti sulle comunità vegetali e sugli ecosistemi nei vari bioclimi del mondo e in particolare nelle Alpi e nel Mediterraneo.
Fenologia e modelli. Il gradiente altitudinale e le fasce bioclimatiche nelle zone montuose. Metodi di rappresentazione della vegetazione: la cartografia – esempi e applicazioni. Stato delle foreste nel mondo, in Europa e in Italia: principali trends. Le successioni: dinamica. Tipi di successione. Il climax, successioni primarie e secondarie. Esempi. L’antropizzazione: concetti e definizioni. Livelli di antropizzazione. Gli studi di vegetazione nella definizione della qualità ambientale. Indici di valutazione. I ripristini ambientali, la restoration ecology. La biodiversità: concetti generali. Terminologia. La biodiversità a livello molecolare e relativa ai geni, alle popolazioni, alle specie, alle comunità e al paesaggio. Rapporti tra ricchezza specifica, equitabilità e antropizzazione.

Esercitazioni

Esercitazioni nell'orto botanico 1) Studio degli adattamenti delle piante alla aridità. Piante e ambiente aquatico. Misurazioni di pH e conduttività elettrica in campioni di acque. L'attività prevede anche la stesura di una relazione scritta sulle piante dell’orto botanico in forma di species key notes (facoltativo). 2) Misurazioni del potenziale idrico mediante camera a pressione e rilevazione della attivita fotosintetica (PAR). Analisi e discussione dei dati rilevati.

Laboratori 1) Esecuzione di un test di vitalità al tetrazolio con polline di nocciolo crioconservato. Stima della densità del campione con conteggio mediante camera di Burker. Finalità e ambito di applicazione dei due metodi. Analisi statistica e discussione finale dei dati. 2) Preparazione delle radici per l’osservazione in vivo e al microscopio ottico dei simbionti radicali (funghi micorrizici arbuscolari, noduli radicali, endofiti radicali etc.) in piante di trifoglio bianco. Stima del grado di micorrizazione. Misurazioni con pH-metro di Hellige su campioni di suolo dell’orto botanico.

Frontal lessons

Response of plants to light intensity, temperature, water availability. Responses to different climates. Walter and Lieth diagram. Adaptations of plants to different environmental conditions and their variations. Environmental regulation of germination in nature including soil seed bank dynamics and plant community interactions (seedling ecology). Soil and plants: soil texture, stucture, aggregates. Soil reaction. Soil types and water availability. Nutrient availability. Symbiotic microorganisms in soil and roots. Mycorrhizal fungi and common hyphal networks (CMNs): interactions with plants and their role in plant community dynamics. Nitrogen-fixing bacteria and biogenetic cycles of elements. Soil erosion. Basic knowledge about soil and plant interactions and of their importance in vegetation science. Plant communities; concepts and methods. Phisionomic, structural, floristic and phytosociologic methods. Vegetational mapping. Stress and disturbance determining plant life. Dynamic series. Primary and secondary successions. Forests and their ecosystem services in the world and in Italy.
Elevational gradient in the mountain regions and bioclimatic belts. Human impact: concepts and definitions. Definition of environmental quality based on plant species and vegetation. Restoration ecology. Global change impact on plants. Phenological response to increasing temperatures. Plant biodiversity at different scales, from genes to landscape. Plant biodiversity: from genes to vegetation types and landscape. Species richness, equitability and human impact.

Practical activities

Practice at the botanical garden. 1) Study of plant adaptations to aridity. Plants and the aquatic environment. Compilation of key species notes and drafting of a report on plants grown at the botanical garden (on a voluntary base). PH and ion conductivity measurements in water samples. 2) Water potential measurements using a pressure chamber and detection of photosynthetic activity (PAR). Data analysis and discussion.

Laboratories. 1) Performing a tetrazolium viability test with cryopreserved hazelnut pollens. Estimation of cell density with counting using a Burker chamber. Aims and scopes of application of the two methods. Statistical analysis and final discussion of data. 2) Preparation of roots for in vivo and optical microscopic observation of root symbionts (arbuscular mycorrhizal fungi, root nodules, root endophytes, etc.) in white clover plants. AM fungal colonization assesment. Measurements with Hellige pH meter in soil samples collected in the botanical garden.

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Modalità di insegnamento

Le lezioni e le esercitazioni vengono svolte in presenza. Le lezioni teoriche sono in italiano,
supportate da presentazioni (ppt) con illustrazioni grafiche anche in inglese. Le esercitazioni in laboratorio (laboratori) prevedono la partecipazione attiva degli/delle studenti/studentesse suddivisi in gruppi di 15 partecipanti che svolgono attività pratiche e esercitative in aula-laboratorio per un totale di 8 ore procapite. Altre attività esperienziali sono condotte negli spazi aperti e nelle serre dell'orto botanico di Torino per un totale di 6 ore procapite. Per la parte esercitativa sulle piante all'orto botanico è prevista la stesura di una relazione 
in forma facoltativa con valutazione di merito da sommarsi al voto finale. La partecipazione alle esercitazioni è obbligatoria. La frequenza non può essere inferiore all'80% delle ore complessive previste per le esercitazioni.

Lessons and practical activities will be held in person. The theoretical lessons are in Italian, supported by presentations (ppt) with graphic illustrations also in English. Laboratory activities (laboratories) involve the participation of students divided into groups of 15 participants who carry out practical activities in lab/class for a total of 8 hours per person. Groups of 20 students each will attend a further set of experiential activities held outdoor and in greenhouses of the Botanical Garden of Torino for a total of 6 hours per student. For some practical topics as in the case of observations conducted on the plants, assessments contributing to the final grade will be proposed to the students on a voluntary basis through a written report. Participation in Practical activities is mandatory. Attendance cannot be less than 80% of the total hours scheduled for practical activities.

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Modalità di verifica dell'apprendimento

Test con 30 domande a risposte chiuse e tre domande a risposta aperta. Le domande vertono sugli tutti gli argomenti affrontati con le lezioni frontali del corso e durante le attività pratiche e di laboratorio e sono mirate alla valutazione ragionata della conoscenza del programma svolto. Le domande a risposte chiuse valgono 0,7 punti e consistono in quesiti a risposta multipla, corrispondenza, completamento, trascinamento, vero o falso etc. Ogni risposta sbagliata vale 0 punti. Anche le domande aperte vertono sia su argomenti teorici, sia sulle attività pratiche e valgono 3 punti, ogni risposta sbagliata vale 0 punti. 

Per l’A.A. 2024-2025, gli esami si svolgeranno in presenza.

The exam is a test with 30 closed-ended questions and three open-ended questions. Questions focus on all the topics covered in the course and during the practical activities and are aimed at a reasoned evaluation of knowledge of the program carried out. The closed-ended questions worth 0.7 points and consist of multiple choice, matching, completion, dragging, true or false, etc. questions. The open questions also focus on both theoretical topics and practical activities and are worth 3 points; each wrong answer is worth 0 points. 

For the academic year 2024-2025, exams will be held in person.

 

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Attività di supporto

Il materiale didattico (slides delle lezioni, capitoli di libro, articoli scientifici di approfondimento, ecc.) relativo all’insegnamento viene reso disponibile prima delle lezioni su piattaforma Moodle. Per quanto riguarda la parte pratica dell’insegnamento, i protocolli di laboratorio vengono forniti durante gli esperimenti e le dispense caricate su Moodle a fine attività, in modo da includere i dati ottenuti nelle esperienze condotte dai diversi gruppi di studenti/studentesse. Test di autovalutazione in forma di quiz su Moodle e mediante sondaggi on line con domande interattive utilizzando la piattaforma wooclap.

The teaching material (lesson slides, book chapters on specific topics, scientific papers etc.) relating to the teaching is made available before the lessons on the Moodle platform. As regards to the practical activities, the laboratory protocols are provided during the experiments and the handouts uploaded to Moodle at the end of the activity, in order to include the data obtained in the experiences conducted by the different groups of students. Self-assessment tests in the form of quizzes on Moodle and student engagement with interactive questions using the wooclap platform.

Testi consigliati e bibliografia

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Pignatti S. (1994) Ecologia vegetale. Utet, Torino (non obbligatorio)
Pignatti S. (1995) Ecologia del paesaggio. Utet, Torino (non obbligatorio)
Smith TM & Smith RL. (2007) Elementi di ecologia. Pearson, Paravia e
Bruno Mondadori, Milano. (non obbligatorio)

Pignatti S. (1994) Ecologia vegetale. Utet, Torino (not mandatory)
Pignatti S. (1995) Ecologia del paesaggio. Utet, Torino (not mandatory)
Smith TM & Smith RL. (2007) Elementi di ecologia. Pearson, Paravia e
Bruno Mondadori, Milano (not mandatory)



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Note

Si ricorda agli/alle studenti/studentesse che per frequentare il corso e svolgere il test di esame è necessario iscriversi all’insegnamento sulla piattaforma Moodle https://naturali.i-learn.unito.it/ anche per poter consultare il materiale didattico e ricevere eventuali comunicazioni tempestive.
Inoltre, i docenti si rendono disponibili per rispondere ad eventuali dubbi legati agli argomenti delle lezioni frontali o delle attività di laboratorio, previo appuntamento via mail: consolata.siniscalco@unito.it; marco.mucciarelli@unito.it

Students are reminded that to attend the course and take the exam it is necessary to register on the Moodle platform https://naturali.i-learn.unito.it/ also to be able to consult the teaching material and receive any timely communications. Furthermore, the teachers are available to answer any doubts related to the topics of the lectures or laboratory activities, by making an appointment via email: consolata.siniscalco@unito.it; marco.mucciarelli@unito.it

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Altre informazioni

https://naturali.campusnet.unito.it/do/home.pl
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Orario lezioniV

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

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    Ultimo aggiornamento: 02/07/2024 09:25
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