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Zoologia sistematica con Laboratorio (Corso A)

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Systematic Zoology with Laboratory

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Anno accademico 2020/2021

Codice dell'attività didattica
MFN0692
Docente
Prof. Sergio Castellano (Titolare del corso)
Corso di studi
Laurea Triennale in Scienze Naturali D.M. 270
Anno
2° anno
Tipologia
Caratterizzante
Crediti/Valenza
8
SSD dell'attività didattica
BIO/05 - zoologia
Modalità di erogazione
Tradizionale
Lingua di insegnamento
Italiano
Modalità di frequenza
Lezioni facoltative e esercitazioni obbligatorie
Tipologia d'esame
Scritto ed orale
Prerequisiti
Conoscenze di base sul concetto di cellula, tessuto, organo, organismo, sulla riproduzione cellulare (in particolare) ed animale (in generale), sui processi vitali fondamentali e le strutture connesse. Uso corretto degli strumenti di osservazione (microscopio ottico e stereo microscopio). Concetti di base su ioni, molecole, concentrazione salina, osmosi, permeabilità…. Molecole organiche strutturali (zuccheri, lipidi, proteine). Dinamica dei fluidi, concetti di ottica
Concetti di base sull’ambiente (in particolare acquatico)
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Sommario insegnamento

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Obiettivi formativi

L'insegnamento concorre al raggiungimento degli obiettivi formativi del Corso di Studi in Scienze Naturali fornendo un'approfondita conoscenza degli animali invertebrati, dal punto di vista morfo-fisiologico ed ecologico. In questo percorso formativo, l'evoluzione è la chiave di lettura della biodiversità animale. Per ciascun phylum animale, sarà descritto il piano strutturale generale e le variazioni che esso ha subito nelle diverse linee evolutive che si sono sviluppate all'interno del gruppo. L'insegnamento è integrato con esercitazioni di laboratorio, durante le quali gli studenti osserveranno direttamente i campioni della collezione ed impareranno a riconoscere i diversi taxa e, per ciascuno di essi,  impareranno ad interpretarne le strutture e le funzioni che sono ad esse associate. L'insegnamento concorre alla formazione della figura del naturalista in tutte le sue possibili aree di impiego, dall'insegnamento, alla divulgazione, alla conservazione e alla ricerca. L'insegnamento è inoltre propedeutico per il proseguimento degli studi in lauree di secondo livello di ambito naturalistico, biologico o bio-tecnologico.

The course contributes to the teaching objectives of the Bachelor Degree in Natural Sciences.  Specifically,  it provides in-depth knowledge of the Invertebrates, from both the morpho-physiological and ecological point of view.  To describe and understand the amazing biodiversity of invertebrates, the course adopts an evolutionary perspective. For each phylum, the general body plan (bauplan) will be described and interpreted, as well as its variation within the evolutionary lines of the taxonomic group. Theoretical lessons are integrated with practical  lab activities, where students can observe directly preserved animals of the study phyla from our zoological collection. In this way, students can learn to recognize different taxa and, for each of them, they can learn to interpret their general structures and functions. The course contributes to the formation of a natural scientist in all its areas of employment, from high-school teaching to divulgation, conservation and research. Moreover, the course is preparatory for academic courses of master degrees in natural sciences, biology and biotechnology.

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Risultati dell'apprendimento attesi

CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE

A completamento dell'insegnamento, lo studente:

  • Riconoscere i principali phyla animali, a livello di classe;

  • Utilizzare le chiavi dicotomiche per la classificazione degli invertebrati a livello di ordine o inferiore;

  • Associare strutture e funzioni anatomiche,

  • Formulare ipotesi adattative sul significato funzionale di una struttura ed applicare il metodo comparativo per testare queste ipotesi;

  • Spiegare i principali processi evolutivi;

  • Interpretare in chiave critica gli alberi filogenetici;

  • Utilizzare un appropriato linguaggio specialistico, nella descrizione di strutture e funzioni animali, sia in forma scritta sia in forma orale.

CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE

Al termine dell'insegnamento, lo studente sarà in grado di:

  • Applicare i concetti ed i principi acquisiti dall'insegnamento per interpretare gli adattamenti morfo-fisiologici e l'ecologia di specie animali invertebrate;

  • Identificare i principali invertebrati terrestri e marini;

  • Utilizzare il lessico zoologico per descrivere le strutture anatomiche di un invertebrato;

  • Utilizzare il microscopio ottico e lo stereomicroscopio;

  • Utilizzare gli strumenti e le tecniche di classificazione zoologica;

  • Utilizzare il metodo comparativo per testare ipotesi sul significato funzionale di strutture biologiche.

KNOWLEDGE AND UNDERSTANDING

At the end of the course, the student will be able to:

  • Recognize the main phyla at the class level;
  • Use the dichotomic keys in the classification of invertebrates at the level of order or below;
  • Understand the tight association between structures and functions;
  • Advance adaptive hypotheses on the functional meaning of morphological structure and to apply the comparative method to test the hypothesis;
  • Understand the main evolutionary processes;
  • .Analyze critically phylogenetic trees;
  • Use an appropriate technical terminology, both in written and verbal form, to describe structures and functions of animals.

APPLYING KNOWLEDGE AND UNDERSTANDING

At the end of teaching, the student will be able to:

  • apply the concepts acquired during the course to understand the morpho-physiological adaptations and the ecology of invertebrates;
  • identify the main terrestrial and marine invertebrates;
  • using the zoological terminology to describe the anatomical structures of an invertebrate;
  • using the optic and the stereomicroscope;
  • using zoological tools and techniques of zoological classification;

using the comparative method to test alternative hypotheses of the functional meaning of morpho-anatomical structures.

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Modalità di insegnamento


A causa dell'emergenza sanitaria dovuta a COVID 19, per l’anno accademico 2020-21, tutta l'attività didattica sarà garantita in modalità telematica, comprese le attività pratiche di laboratorio. Tuttavia, considerata l’importanza delle esperienze di laboratorio per il raggiungimento degli obiettivi formativi di questo insegnamento, si prevede di erogare almeno una parte delle attività pratiche di laboratorio e delle lezioni teoriche anche in presenza. Pertanto, questo insegnamento affiancherà alla didattica telematica il maggior numero possibile di ore di didattica in presenza. Poiché, al momento, non è possibile prevedere come evolverà l’emergenza sanitaria nei prossimi mesi e quali saranno le disposizioni ministeriali o di Ateneo in materia di sicurezza, i tempi e le modalità della didattica in presenza saranno comunicati successivamente dal docente agli studenti iscritti all’insegnamento.

La didattica a distanza sarà svolta sulla piattaforma moodle, dove sarà caricato tutto il materiale didattico delle lezioni teoriche e pratiche. Inoltre, il docente organizzerà sulla piattaforma webex di ateneo, incontri a distanza con gli studenti, per chiarimenti e approfondimenti tematici.

Due to the COVID 19 pandemic, teaching in the academic year 2020-21 has been reorganized throughout the Degree Course. All lessons will be recorded and available online, including practical and laboratory activities. However, practical lessons in the laboratory are key experience for students in zoology. Therefore, a number of traditional classes (i.e. in person) will also be provided, within the regulations imposed for public safety by the government due to the health emergency caused by COVID 19. This course will thus include as many hours of traditional lessons as is possible for each student. Detailed information will be provided by the teacher based on the type of activity, the number of students and public health recommendations.

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Modalità di verifica dell'apprendimento


L'esame consiste in una prova scritta ed in una prova orale. Nell'anno accademico 2020-21, per via dell'emergenza COVID 10, è possibile (ma non auspicabile) che le prime sessioni di esame si svolgano a distanza. Le modalità di esame rimarranno comunque le stesse degli anni precedenti, che sono dettagliate qui di seguito.

PROVA SCRITTA

La prova scritta consiste in un quiz di 20 domande sulla prima parte del programma, ovvero da Protisti a Nematoidea inclusi (punti 1-9 del programma). Le domande intendono verificare le acquisite capacità di applicare conoscenze e comprensione. Per tale ragione, il quiz sarà così suddiviso:

1. Obiettivo: Identificare i principali invertebrati terrestri e marini. Riconoscimento di due preparati microscopici e loro breve descrizione. Allo studente sarà mostrata una immagine digitale dei preparati microscopici visti durante i laboratori e gli sarà chiesto di riconoscerli e commentarli. Tipo di domanda: aperta.

2. Obiettivo: Utilizzare il lessico zoologico. Due domande chiuse e due domande aperte sul significato di termini tecnici della zoologia.

3. Obiettivo: Conoscere struttura e funzioni degli animali. Una domanda aperta in cui si chiederà di interpretare in chiave comparativa un apparato. Dieci domande chiuse sulle principali caratteristiche strutturali dei taxa animali.

4. Obiettivo: Conoscere il significato funzionale dei cicli vitali degli animali. Una domanda aperta e due domande chiuse sul ciclo vitale degli animali, con particolare riferimento alle specie di parassiti analizzati a lezione.

Complessivamente, quindi, nella prova scritta ci saranno 6 domande aperte e 14 domande chiuse. Il punteggio massimo assegnato a ciascuna domanda aperta è di 3/30. Il punteggio massimo assegnato a ciascuna domanda chiusa è di 1/30. Il punteggio massimo totalizzabile con la prova scritta sarà quindi di 32/30. Per accedere alla prova orale occorrerà ottenere un punteggio uguale o superiore a 18/30. L'esito della prova scritta è ritenuto valido per l'intero anno accademico.

PROVA ORALE.

La prova orale è obbligatoria e la si potrà sostenere solo dopo aver superato la prova scritta. Nel perseguire gli stessi obiettivi della prova scritta, nella prova orale, allo studente sarà chiesto di (i) riconoscere, descrivere e analizzare in termini funzionali due campioni macroscopici della collezione zoologica; (ii) descrivere gli aspetti principali dello schema strutturale di un phylum e delle sue classi; (iii) Analizzare in chiave comparativa un particolare apparato. Le domande (ii) e (iii) saranno sulla seconda parte del programma (dagli Anellidi ai Cordati inclusi). La domanda (i) (riconoscimento di preparato macroscopico) potrà riguardare anche alcuni phyla descritti nella prima parte dell'insegnamento: Cnidari, Ctenofori e Nematodi.

Il punteggio massimo assegnato alla prova orale è di 31/30.

PUNTEGGIO FINALE.

Il voto finale sarà la media aritmetica dei punteggi della prova scritta e di quella orale.

 

The examination consists of a written (duration = 75 min) and of an oral test.

WRITTEN TEST. It consists of 20 exercises on the first part of the program (from Protists to Blastocoelomata included). The exercises aim at assessing the knowledge and the understanding of invertebrate zoology and the ability to apply this knowledge.

  • First objective: Recognition of the most important groups of invertebrates. Two exercises (open questions), where the students are asked to recognize and briefly describe pictures of some of microscopic samples observed during the laboratory activities
  • Second objective: Using appropriate zoological terminology. TWO closed and TWO open questions on the meaning of zoological technical terms.
  • Third objective: Knowledge and understanding of forms and functions of invertebrates. ONE open exercise, where the student is asked to describe comparatively an apparatus, and TEN closed questions on the main structural features of animal taxa.
  • Fourth objective: Knowledge of the functional significance of invertebrate life histories. ONE open question and TWO closed questions on the life-history of an invertebrate, in particular, of one of the parasite species described in the lectures.

Overall, the written test comprehends SIX open questions and 14 close questions. The maximum score of an open question is 3/30, that of a close question is 1/30. The maximum grade of the written test is thus 32/30. To access to the oral test, the student must obtain a grade equal to or higher than 18/30. The validity of the written test lasts for one academic year.

ORAL TEST. The oral test is mandatory and can be carried out only after the written test is passed. During the oral examination, the student is asked (i) to recognize, describe and analyze from a functional perspective two samples (one microscopic and one macroscopic) of the zoological collection, viewed during the lab activities; (ii) to describe the main functional and morphological characteristics of a phylum; (iii) to describe comparatively an apparatus. The questions (ii) and (iii) are on the second part of the program (from Anellida to Chordata included), whereas the question (i) can regard not only the phyla of the second part of the program, but also macroscopic samples of Cnidaria, Ctenophora and Nematoda.

The maximum score of the oral test is 31/30.

FINAL GRADE. The final grade is the arithmetic mean of the grades obtained in the written and oral tests.

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Attività di supporto

 


Il materiale didattico è fornito tramite la piattaforma moodle. Su questa piattaforma sono messi anche a disposizione dello studente strumenti e attività di supporto quali quiz di autoverifica, pagine wiki per condividere chiarimenti su aspetti delle lezioni che possono non essere risultati chiari ad alcuni studenti, filmati, articoli di approfondimento, link a siti web di interesse.


Teaching materials are provided through the e-learning platform Moodle. Here, students can find, besides the slides of the oral lessons, several supporting learning tools and materials, such as auto-assessment tests, wiki documents, links to web sites, and other media materials.

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Programma

1.      Introduzione allo studio dei Metazoi.

2.      Protisti: unicellularità, sostegno, locomozione,  alimentazione, regolazione osmotica, moltiplicazione, riproduzione. Cenni di sistematica del gruppo.

3.      Porifera: Comparsa della pluricellularità. Caratteristiche e sistematica del Phylum.

4.      Cnidaria,. Struttura del corpo in polipi e meduse. Caratteristiche e sistematica del Phylum. Ctenofori

5.      Platelminti: condizione triblastica e acelomata. Il sistema protonefridiale. Turbellaria. Trematoda e Cestoda: caratteri generali e organizzazione del corpo.

6.      Nemertea: caratteri generali e organizzazione del corpo.

7.      I phyla Pseudocelomati minori ed il significato di pseudo celoma: Rotifera, Acantocefali, Gnatostomulidi.

8.      Nematoda: caratteri generali e organizzazione del corpo. Cenni su alcune parassitosi umane.

9.      Il celoma: organizzazione generale nei celomati, schizocelia ed enterocelia, protostomi e deuterostomi.

10.  Annelida e concetto di metameria. Polichaeta, Oligochaeta e Hirudinida: generalità e struttura del corpo.

11.  Sipuncula ed Echiurida: generalità.

12.  Mollusca: struttura del corpo, mantello e conchiglia. Caratteristiche generali di Monoplacophora, Polyplacophora, Scaphopoda, Gasteropoda (torsione), Bivalvia e Cephalopoda.

13.  Arthropoda: metameria eteronoma. Crostacei: struttura e funzioni del corpo. Malacostraca, Cirripeda e Ri-zocephala. Chelicerati: Aracni-da Scorpiones, Araneae: generalità e organizzazione del corpo. Insecta: generalità, struttura e funzioni del corpo; metamorfosi completa ed incom-pleta. Chilopoda e Diplopoda: struttura e organizzazione del corpo.

14.  Phylum Onycophora: struttura e funzioni del corpo. Phylum Tardigrada. Caratteri generali, struttura e funzioni, anabiosi e criptobiosi.

15.  I Lophophorata: Phoronidea, Brachiopoda e Ectoprocta: cenni generali.

16.  Echinodermata: caratteristiche generali. Echinoidea, Asteroidea, Ophiuroidea, Crinoidea, Holoturoidea

17.  Cordata: la notocorda Urocordati  e Cefalocordati caratteristiche generali e gruppi principali.

Per la maggior parte dei phyla esaminati, prima se ne descriverà lo schema strutturale generale, analizzando (i) forma e parete del corpo, (ii) locomozione; (iii) alimentazione e digestione; (iv) escrezione; (v) sistema nervoso e organi di senso; (vi) riproduzione. Successivamente, si descriveranno le variazioni più importanti di questo schema strutturale nelle principali classi del phylum.

Parallelamente alle lezioni frontali, si svolgeranno le attività di laboratorio, durante le quali, gli stessi phyla animali, descritti a lezione, saranno osservati e descritti con l'ausilio di schede esplicative e con l'aiuto diretto di docente e assistente.

 

 

1.  Introduction to the study of Metazoa;

2.  Protists. Characters of Apicomplexa, Ciliophora, Kineplastida, Choanoflagellates.

3.  Poriphera: the appearance of multicelluarity;

4.  Tissutal organization: Cnidaria and Ctenophora.

5.  Triblastic organisms: Platyhelminthes.Gnatostomulida, Nemertea.

6.  Blastocoelomata: the appearance of a body cavity, Rotiphera, Acanthocephala, Nematoda, Nematomorpha, Gnatostomulida;

9.  The appearance of a coelom: origins and general organization of coelomats;

10. Annelida

11. Sipuncula, Echiurida

12. Mollusca

13.  Onycophora and Tardigrada.

14. Arthropoda: Chelicerata, Crustacea, Uniramia.

15.  Lophophorata: Phoronidea, Brachiopoda e Ectoprocta

16.  Deuterostoma: Echinodermata,

17.  Chordata and Hemichordata.

For most of the phyla, first we describe the general body plan by coonsidering (i) body shape e body wall; (ii) locomotion; (iii) feeding strategies and digestion; (iv) excretion; (v) nervous system and senses; (vi) reproduction. Then, we describe variation in the body plan for the most important classes within the phylum.

In parallel with the frontal lessons, there are laboratory activities, where students observe and discuss with the teacher micro and macroscopic specimens of the main phyla (Protozoans and Invertebrates), complete with explanatory sheets.

Testi consigliati e bibliografia

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I testi base consigliati per il corso sono:

BRUSCA CB, MOORE W, SHUSTER SM. 2016. Invertebrates 3rd edizione. Sinauer Ass.
BRUSCA R.C., G.J. BRUSCA, 1996. Invertebrati. Zanichelli ed.
RUPPERT E.E., R.D. BARNES, 1997. Zoologia: Gli Invertebrati. Piccin ed.
Westheide W., Rieger R., 2010. Zoologia sistematica. Zanichelli ed
E' fortemente consigliato l'utilizzo del sito:
http://www.atlantezoolinv.unito.it/

Recommended manuals:

BRUSCA CB, MOORE W, SHUSTER SM. 2016. Invertebrates 3rd edizione. Sinauer Ass.
BRUSCA R.C., G.J. BRUSCA, 1996. Invertebrati. Zanichelli ed.
RUPPERT E.E., R.D. BARNES, 1997. Zoologia: Gli Invertebrati. Piccin ed.
Westheide W., Rieger R., 2010. Zoologia sistematica. Zanichelli ed
The following web site is strongly recommended:
http://www.atlantezoolinv.unito.it/



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Ultimo aggiornamento: 18/06/2020 14:13
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