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Fisiologia Ambientale

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Environmental Physiology

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Anno accademico 2021/2022

Codice dell'attività didattica
SVB0161B
Docente
Prof. Renzo Levi (Titolare del corso)
Insegnamento integrato
Corso di studi
Laurea Magistrale in Scienze dei Sistemi Naturali (SSN) D.M. 270
Anno
1° anno
Tipologia
Affine o integrativo
Crediti/Valenza
6
SSD dell'attività didattica
BIO/09 - fisiologia
Modalità di erogazione
Mista
Lingua di insegnamento
Italiano
Modalità di frequenza
Facoltativa
Tipologia d'esame
Orale
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Sommario insegnamento

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Obiettivi formativi

A


- Comprendere i vincoli dovuti alla comune origine evolutiva degli animali e alle comuni esigenze metaboliche e in generale alla chimica e fisica dei viventi e degli ambienti
- Discutere le differenti problematiche per gli animali un ambienti aerei, acquatici e altri
- Comprendere i motivi che limitano gli ambienti per i diversi animali
- Legame fra adattamenti sensoriali e motori in ambienti e per animali diversi


Understand the limits due to the common evolutionary history of animals and their energetics requirements and in general their common basis on chemistry and physics. Ability to discuss differences between adaptations to water and terrestrial
environments. Other environments: hypogean, fossorial, air and parasitic.
Extreme environments and their real challenges. Link between sensory and motor systems in different animals and environments

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Risultati dell'apprendimento attesi

B

CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE
Capacità di individuare modelli animali adeguati per lo studio degli adattamenti ambientali e outgroups adeguati, saper effettuare ricerche bibliografiche e di dati in letteratura, capacità di comunicazione e sintesi

CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE

applicare i concetti ed i principi della teoria evoluzionistica per affrontare questioni evolutive sia teoriche che empiriche;
analizzare e risolvere, con un elevato grado di indipendenza, problemi riguardanti aspetti evoluzionistici, comportamentali, di conservazione, utilizzando fonti bibliografiche e analizzando dati empirici;

formulare domande scientifiche nell'ambito dell'area di insegnamento, proporre soluzioni e analizzare attraverso indagini bibliografiche le risposte avanzate.

AUTONOMIA DI GIUDIZIO

svilupperà capacità analitiche per la risoluzione di nuovi problemi nell'ambito dell'area di insegnamento;
saprà valutare criticamente potenzialità e limiti dei metodi utilizzati per analizzare i processievolutivi o comportamentali.

ABILITÀ COMUNICATIVE

comunicare, in forma orale e scritta, in contesti professionali e non professionali, i principi, le teorie, i problemi ed i risultati delle ricerche nell'ambito dell'area di insegnamento.

 

CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO
L'insegnamento permetterà agli studenti di decidere un argomento scientifico e fare ricerca bibliografica e su altri materiali scientifici, quali database e visualizzaioni di molecole

KNOWLEDGE AND UNDERSTANDING

At the end of the course, the student will acquire the knowledge and the understanding of:

the main processes, mechanisms and concepts of evolutionary biology;
the main evolutionary theories and hypotheses and the theoretical and empirical methods to analyze and test them;
the comparative and experimental methods to test adaptive hypotheses;
how to frame in an evolutionary perspective ecologic-environmental problems of conservation and biodiversity management.

APPLYING KNOWLEDGE AND UNDERSTANDING

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

apply the concepts of evolutionary theory to face both theoretical and empirical evolutionary questions;
analyze and solve, with a high degree of self-independency, evolutionary issues, by using and analysing both bibliographic and empirical data;

evaluate critically the theoretical and empirical evidence that supports alternative evolutionary hypotheses;
address informed scientific questions within the study area, to propose solutions and to collect the bibliographic evidence to support or reject them;

INDEPENDENT JUDGEMENT

At the end of this teaching, the student:

will acquire analytical skills to address new questions within the area of study;
will be able to assess critically the limits and the potentialities of the methods used to to analyze evolutionary processes and mechanisms.

COMMUNICATION SKILLS

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

communicate, both in writing and verbal forms, both in professional and non-professional contexts, the principles, the theories, the problems and the results of the research in this study areas

LEARNING SKILLS
The student will be able to chose a research topic, find and manage references, and find informations across data sources including molecule visualization and analysis

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Modalità di insegnamento

D

A causa dell'emergenza sanitaria dovuta a COVID 19 le modalità di insegnamento dell'intero Corso di Laurea sono state riorganizzate per l'anno accademico 2020-21. Tutta l'attività didattica sarà garantita in modalità telematica, comprese le attività pratiche di esercitazioni in laboratorio. Tuttavia, considerata la rilevanza delle attività di laboratorio e di terreno per la formazione del naturalista, compatibilmente con l'evoluzione dell'emergenza sanitaria e con le disposizioni in materia di sicurezza, il Corso di Laurea prevede di erogare almeno una parte delle attività didattiche anche in presenza.

Pertanto, questo insegnamento affiancherà alla didattica telematica il maggior numero possibile di ore in presenza per ogni studente, secondo le modalità e i tempi che verranno comunicati dal docente compatibilmente con il tipo di attività, la numerosità degli studenti e le disposizioni di carattere sanitario.

Le lezioni verranno registrate e rese disponibili su Moodle
Lezioni, discussioni a partire da ricerca bibliografica, seminari, ricerca su database

e

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 and in the field provide key experience for students in terms of scientific training. 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 each teacher based on the type of activity, the number of students and public health recommendations.

Classes will be recorded via Webex and made available on Moodle

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Modalità di verifica dell'apprendimento

E

Presentazioni individuali da parte degli studenti con domande (20+10 min)

Individual presentations by the students with questions (20+10min)

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Attività di supporto


Incontri di ricerca e analisi di materiale di reference su esempi modello scelti dagli studenti all'interno del corso. Presentazione dei risultati con docenti di altri corsi affini, paleontologia, biochimica degli adattamenti


The students will be invited to cooperatively find, share and organize informations on model sets of animals and environments in group work

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Programma

C


Introduzione alla fisiologia ambientale degli animali: Hochachka e Somero, la unità biochimica e la diversità organismica. Limiti fisici, chimici, evolutivi e ambientali.
Processi sulla scala dell’individuo: acclimatamenti e variazioni all’interno della life-history. Processi sulla scala di popolazione: separazione di popolazioni differenti con variazioni geniche e adattamenti evolutivi. Come si riconosce un adattamento ambientale: il problema del
“trascinamento” di adattamenti non sotto pressione selettiva da parte di
quelli evolutivi diretti I grandi problemi generali: limiti assoluti e relativi
della biologia animale. I concetti di relazioni dimensionali e le allometrie.
Regolazione e conformità: costi, limiti e vantaggi.
Metabolismo aerobico e non, ossigeno e problemi di scala. Disponibilità di ossigeno in aria, acqua e in ambienti ipogei. La risposta ipossica come esempio generale di insieme di meccanismi conservati: adattamenti all’altitudine e alla vita ipogea
temperatura: limiti termici, conseguenze dell’endotermia. Motilità e movimento: aria-acqua-terra costi del movimento e risorse ottenibil. Adattamenti nutrizionali, fonti di energia e di molecole non sintetizzabili. Le tossine e la detossificazione degli alimenti. Il riuso delle tossine come armi e altro. Luce, ritmi, visione e fare luce.
Tecnica e esercizi di ricerca di materiale bibliografico e altri dati (sequenze, strutture)
Sviluppo di temi e modelli specifici da parte degli studenti


Introduction to Animal environmental physiology. Hochachka and Somero and the principles of biochemical unity within organisms.
Limits from physics, chemistry. Evolution and environments. Process on the individual scale: acclimatation and variations within lifehistories. Population scale processes: separations of populations with genic variations, adaptations and exaptations. How to recognize environment driven adaptations. The great general
problems, principal physiological issues and the internal and external limits.
The scale problem and the concept of allometry. Regulation or conformity, limits and advantages of regulation. Aerobic metabolism, oxygen, performance and size. Availability and extraction of oxygen in air and water, and special cases. Oxygen cascade and the hypoxic response as a major example of conserved mechanisms from development to cancer. Adapatations to high altitude and hypogean life.
Environmental and body temperature. Limits and special adaptations: endotermy.
Water, air and ground life, cost of movement and availability of resources.
Sensory systems and the environment. Light, rhythms, vision and luminescence.

Testi consigliati e bibliografia

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Environmental Physiology of Animals by Pat Willmer, Graham Stone and
Ian Johnston, Wiley-Blackwell
Moyes et al, Principles of Animal Physiology, Pearson
Pough Life of the vertebrates
Hochachka and Somero Biochemical adaptations

Slides delle lezioni
Alcuni articoli di rassegna


Environmental Physiology of Animals by Pat Willmer, Graham Stone and
Ian Johnston, Wiley-Blackwell
Moyes et al, Principles of Animal Physiology, Pearson
Pough Life of the vertebrates
Hochachka and Somero Biochemical adaptations

Slides, review articles, movies and animations 



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Ultimo aggiornamento: 09/06/2021 09:43
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