66758 - STRUTTURA E CONNETTIVITA' DELLE POPOLAZIONI MARINE

Scheda insegnamento

Anno Accademico 2017/2018

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso, lo studente possiede conoscenze avanzate sui pattern, processi e strategie di dispersione degli organismi marini, sui meccanismi di selezione di tratti adattativi e neutrali nell'ambiente marino e sul ruolo funzionale di questi processi. In particolare, lo studente è in grado di: - stimare i livelli di connettività tra le popolazioni marine naturali e di individuazione di tratti adattativi attraverso lo studio comparativo della variazione di marcatori neutrali e sotto selezione; - individuare e descrivere criticamente il ruolo della connettività nel determinare struttura, distribuzione e abbondanza delle specie nello spazio e nel tempo; - analizzare i processi di dispersione in relazione alla struttura delle comunità marine, alla dinamica delle popolazioni locali e delle meta-popolazioni, ai pattern biogeografici ed alla resilienza delle popolazioni soggette a stress.

Programma/Contenuti

Lezioni frontali (4 CFU)
Paradigmi della dispersione, connettività e struttura delle popolazioni di organismi marini e loro mutamenti causati dall'avanzamento degli studi con marcatori genetici, satellitari e microchimici in pesci marini ad elevata e bassa dispersione. Marcatori molecolari genetici; Marcatori genomici e attrezzi statistici per l’analisi dati.

Filogeografia di specie marine: relazione tra variazione genetica e distribuzione geografica delle popolazioni marine.

Struttura e connettività di popolazioni marine: relazione tra variazione genetica delle popolazioni e loro struttura, connettività e adattamento ambientale.

Cambiamenti temporali delle popolazioni marine: relazione tra variazione genetica e parametri demografici delle popolazioni marine.

Casi studio sperimentali per l’evidenza delle relazioni suddette in popolazioni di invertebrati e vertebrati marini e aspetti e ricadute applicative su

  • Identificazione di unità di popolazioni
  • Valutazioni della riduzione degli stock da pesca
  • Fishery-Induced Evolution
  • Tracciabilità di popolazione ed individuale con applicazioni forensi
  • Analisi di parentela con applicazioni per conservazione biologica e acquacoltura

Esercitazioni (2 CFU)

Laboratorio1. Marcatori e metodologie genetico-molecolari per l'analisi della struttura e della connettività delle popolazioni marine: basi teoriche e applicative sulla natura e variazione dei marcatori molecolari, sviluppo e analisi di marcatori genetico-molecolari, progettazione di disegno di analisi, campionamento, metodologie di base per l'analisi della variazione molecolare (estrazione DNA, selezione marcatori, amplificazione genica, elettroforesi su gel, sequenziamento del DNA, genotipizzazione individui).

Laboratorio 2. Analisi dati genetici per stimare pattern evolutivi di strutturazione delle popolazioni marine: analisi della variazione dei marcatori di sequenza del DNA mitocondriale, stima delle distanze genetiche, costruzione di alberi filogenetici, ricostruzione di pattern filogeografici, identificazione di casi di speciazione criptica.

Laboratorio 3. Modellizzazione e simulazione della variazione genetica temporale delle popolazioni: effetto di fattori come dispersione, flusso genico, dimensione di popolazione. Apprendimento e uso di metodi di calcolo delle frequenze genotipiche e alleliche, calcolo degli indici di fissazione per la stima del differenziamento genetico tra le popolazioni.

Laboratorio 4. Analisi dati genetici per stimare pattern ecologici di strutturazione delle popolazioni marine: analisi della variazione di marcatori microsatelliti e Single Nucleotide Polymorphisms, apprendimento e uso di test e software per l'analisi delle relazioni individuali e di popolazione

Testi/Bibliografia

Non ci sono testi ma saranno messi a disposizione gli articoli scientifici presentati e discussi a lezione

Metodi didattici

Lezioni assistite dal docente
Esercitazioni individuali di laboratorio molecolare e bioinformatico con istruttore

Modalità di verifica dell'apprendimento

Test scritto con domande aperte

Strumenti a supporto della didattica

Articoli e revisioni scientifiche che illustrano tematiche, avanzamenti e casi studio; diapositive; monografie tematiche
Metodi e dispense di laboratorio per le analisi molecolari
Dispense, data sets e software free-user per l'analisi bioinformatica dei dati

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Fausto Tinti

Consulta il sito web di Alessia Cariani