Il corso approfondirà i principi e i concetti fondamentali dell’ecologia, con particolare riferimento alle relazioni tra organismi e ambiente, biodiversità e funzionamento degli ecosistemi, e rapporto Uomo-Natura. D1 -Conoscenza e comprensione: conoscere gli elementi fondamentali della struttura degli ecosistemi terrestri e acquatici e i processi principali alla base del loro funzionamento; maturare la consapevolezza delle interdipendenze tra organismi, ambiente e società umana. D2 - Capacità di applicare conoscenza e comprensione: alla fine del corso gli studenti dovranno essere in grado di comprendere l’applicazione dei principi ecologici negli studi ambientali e di conservazione, esaminare in modo critico elaborati scientifici in campo ecologico e orientarsi consapevolmente nella scelta degli indicatori ecologici negli studi applicativi. D3 - Autonomia di giudizio: alla fine del corso gli studenti dovranno essere in grado di valutare ed elaborare le informazioni derivanti da articoli scientifici, relazioni tecnico-scientifiche e altre fonti di informazione su argomenti inerenti all’ecologia. D4 - Abilità comunicative: alla fine del corso gli studenti dovranno aver acquisito la capacità di comunicare con proprietà di termini e rigore scientifico risultati, teorie, concetti in campo ecologico ad esperti e operatori del settore, ma anche ad un pubblico non specializzato. D5 - Capacità di apprendimento: alla fine del corso gli studenti saranno in grado di approfondire lo studio dell’ecologia in autonomia, consultare e comprendere la letteratura scientifica del settore e affrontare corsi di specializzazione più complessi nell’ambito delle scienze ambientali.

Conoscenza di base di Matematica, Fisica, Biologia, Chimica, Zoologia, Botanica

L’ecologia studia le relazioni tra organismi e ambiente, usando metodi sperimentali e modelli per comprendere i processi naturali e affrontare sfide attuali come il cambiamento climatico. Al centro c’è il concetto di ecosistema, sistema complesso in cui viventi e non viventi interagiscono, organizzato su diversi livelli e scale. L’ecologia delle popolazioni analizza crescita, struttura e interazioni tra specie, come predazione, competizione e mutualismo. Queste dinamiche influenzano l’equilibrio degli ecosistemi. Fondamentale è anche lo studio dei flussi di energia (produzione primaria e catene trofiche) e dei cicli della materia (acqua, carbonio, azoto, fosforo), spesso alterati dalle attività umane. Gli ecosistemi evolvono nel tempo tramite successioni ecologiche, e la biosfera si modifica con l’evoluzione delle specie. La biodiversità, chiave per la stabilità degli ecosistemi, è minacciata da molte pressioni ambientali, ma può essere tutelata con strategie di conservazione basate su evidenze scientifiche.

Odum E.P., Barrett G.W., 2007. Fondamenti di Ecologia. Piccin Editore Bargagli R. 2020. Ecologia applicata. Per un uso consapevole dell'aria, dell'acqua e del suolo. pp. 285, Amon Ed. Smith T.M. & Smith R.L., 2017. Elementi di ecologia. Nona edizione, Pearson. Begon, M., Harper, J.L., Townsend, C.R., 1997. Ecologia – Individui, popolazioni, comunità. Zanichelli ed

1 - Introduzione allo studio dell’Ecologia. Definizioni, metodologie, modelli, ecologia e attualità, sfide future. 2 - Nozioni di base. L’ecosistema, significato, struttura ed esempi reali. Livelli di organizzazione. Scale spaziali e temporali, proprietà emergenti. Sistemi di controllo nella gerarchia ecologica. I biomi, tecnosfera, ecosistemi urbani, biosfera. 3 - Ecologia di popolazione ed interazioni tra popolazioni; concetto di specie. Studio di popolazione, abbondanza delle popolazioni nei sistemi naturali, metodi di misurazione e campionamento. Popolazioni strutturate per taglia e per età. Capacità portante. Curve di sopravvivenza e fertilità. Popolazioni r- e K-strateghe. Modelli di accrescimento delle popolazioni. Interazioni interspecifiche ed intraspecifiche. Sistemi preda-predatore. La competizione. Esclusione competitiva e coesistenza. Erbivoria. Parassiti e ospiti. Commensalismo, protocoperazione e mutualismo. Licheni. Mutualismo di rete. 4 - Energetica. Produzione degli ecosistemi (produzione primaria, produzione secondaria), decomposizione. I sistemi donor-controllati. Le strutture ecologiche. Flussi di energia e flussi di materia. Ripartizione energetica nelle reti trofiche e tra individui. Classificazione su base energetica. Fattori limitanti, legge di Liebdig, compensazione dei fattori. Modelli consumatori-risorsa. Modello Lotka-Volterra. Risposte funzionali dei consumatori. 5 - Flussi di materia e cicli biogeochimici. Componenti abiotiche. Pool di riserva e pool di scambio. Ciclo dell’acqua, ciclo dell’azoto, ciclo del carbonio, ciclo del fosforo. L’energia: i sistemi termodinamici, i retro-controlli, i flussi di energia e dei nutrienti. Bilanci biogeochimici. Alterazioni ai cicli biogeochimici. Salinizzazione degli acquiferi. Buco nell’ozono, eutrofizzazione. Petrolio e petrolio derivati. Inquinamento e ciclo dei contaminanti, bioaccumulo e biomagnificazione. Effetto serra e surriscaldamento globale. Rifiuti tossici. 6 - Sviluppo ed evoluzione degli ecosistemi. Successione ecologica, tipi di successione, modelli di sviluppo dell’ecosistema, forzanti subclimax, climax. Evoluzione della biosfera. macroevoluzione e microevoluzione. Speciazione. Coevoluzione. 7 - Biodiversità e Conservazione degli ecosistemi. Ecosistemi eterotrofi. Biodiversità, diversità di paesaggio, complessità, ridondanza, informazione, resistenza, resilienza, disturbo, stress. Ecosistemi soggetti a forte stress (lagune, porti, aree urbane). Valore della biodiversità e conseguenze derivanti dalla perdita. Tecniche di misurazione della biodiversità. Biogeografia delle isole. Perdita di biodiversità, minacce, frammentazione degli habitat, introduzione di specie esotiche, introduzione di OGM, infestanti, erosione del suolo, cambiamenti climatici globali. Terre senza vita. Strategie per la conservazione della biodiversità. Esempi applicativi e casi di studio particolari.

Lezioni frontali con uso di Power-point, articoli scientifici, contenuti multimediali. Approfondimenti didattici specifici mediante seminari di discussione ad invito con esperti della materia provenienti dal mondo del lavoro. Il docente procederà con la trattazione degli argomenti del programma mediante lo sviluppo di una sequenza di domande teoriche di carattere ecologico generale alle quali saranno agganciati i diversi argomenti elencati nel programma dettagliato. Attività di laboratorio pratico-sperimentale.

Il programma dettagliato, le modalità d’esame, e il materiale di supporto saranno forniti agli studenti durante le lezioni, o pubblicati su Teams/Moodle. Compatibilmente con lo svolgimento del programma, il corso sarà integrato da seminari specialistici da parte di esperti su invito del docente. Eventuali cambiamenti alle modalità qui descritte, che si rendessero necessari per garantire l'applicazione dei protocolli di sicurezza legati ad eventuali situazioni emergenziali saranno comunicati nel sito web di Dipartimento, del Corso di Studio e dell’insegnamento. Il docente caricherà sulle piattaforme una serie di presentazioni power point che sviluppano il programma secondo la linea classica esposta e presenterà gli argomenti a lezione partendo da domande ecologiche di carattere generale alle quali saranno agganciati i diversi argomenti forniti preliminarmente. La lettura preliminare del materiale didattico fornito è consigliata per seguire meglio il corso.

La modalità d'esame viene spiegata all'inizio del corso ed è comunque disponibile sulla presentazione d'introduzione al corso. La conoscenza dei punti 1 e 2 del programma è prescrittiva per l'ammissione all'esame orale e sarà valutata mediante un test scritto a risposta multipla che determinerà l'ammissione o meno al colloquio orale. Il test a risposta multipla prevede 15 domande, l'idoneità per il colloquio orale è ottenuta con 13/15 risposte corrette. La prova orale verterà inizialmente su un argomento a scelta del candidato tra quelli trattati nel corso. Potranno seguire richieste di approfondimento atte a testare la reale comprensione e conoscenza della materia e la capacità del candidato di tracciare i collegamenti tra l’argomento trattato e altri argomenti oggetto del corso. La seconda fase del colloquio orale prevede l’esposizione e discussione di due argomenti, o casi di studio, a scelta del docente e selezionati tra quelli presentati durante il corso. Il voto complessivo, in trentesimi sarà calcolato mediante la somma dei punteggi così ripartita: 10/30 per l'argomento a scelta, 20/30 dalle domande del docente. Per superare l'esame (18/30) lo studente dovrà dimostrare sufficiente conoscenza e autonomia degli argomenti affrontati, per il punteggio massimo lo studente deve dimostrare eccellente conoscenza degli argomenti e capacità di elaborazione autonoma dell'appreso.

Codice obiettivo: 3; 6; 11; 12; 13