UniversitÓ degli Studi di Pavia - FacoltÓ di Scienze MMFFNN

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BiodiversitÓ ed evoluzione animale

Corsi di laurea:
Scienze della natura
Docenti:
Gomulski Ludvik, Pisu Maria B., Barni Sergio
Anno accademico:
2007/2008
Crediti formativi:
8
Ambiti:
BIO/05, BIO/06
Decreto Ministeriale:
509/99
Ore di lezione:
64

Moduli

Docente:
Gomulski Ludvik
Ore di lezione:
24
Crediti formativi:
3
Ambito:
BIO/05

Programma

Storia del’Evoluzione; Darwin e Alfred Wallace; L’origine delle specie; Neo-darwinismo (Sintesi Moderna dell’Evoluzione). Genetica molecolare e Mendeliana; la variazione genetica; mutazioni del DNA; micromutazioni e macromutazioni; il tasso di mutazione; la teoria della selezione naturale; equilibrio di Hardy-Weinberg; Le prove dell’evoluzione: evoluzione in atto su piccola scala; biogeografia: la distribuzione geografica delle specie; resti fossili: ed il loro ordine negli strati delle roccie sedimentary; tassonomia; omologia di strutture: strutture simili per derivazione da un progenitore comune (anatomia comparata); embriologia comparata: studio delle strutture che compaiono durante lo sviluppo embrionale; biologia molecolare, DNA e proteine (amino acidi). Selezione naturale; modi di azione della selezione naturale quando essa opera su un carattere con distribuzione continua. Selezione naturale e eventi casuali nella genetica delle popolazioni; selezione dipendente dalla frequenza; deriva genetica; effetto del fondatore; bottleneck effect; le unitÓ della selezione. Adattamenti nella riproduzione sessuale; l’evoluzione del sesso; la teoria mutazionale del sesso (di Kondrashov); la teoria coevoluzione ospite-parassita (di Hamilton). Selezione sessuale; selezione “galoppante” (runaway selection); la teoria dell’handicap. I concetti di specie e speciazione; barriere di isolamento; speciazione allopatrica, parapatrica e simpatrica; la teoria di Dobzhansky-Muller; le zone ibride; Il tempo dell’evoluzione

Docente:
Pisu Maria B.
Ore di lezione:
16
Crediti formativi:
2
Ambito:
BIO/05

Docente:
Barni Sergio
Ore di lezione:
24
Crediti formativi:
3
Ambito:
BIO/06

Programma

FinalitÓ del modulo

Vengono descritti su base morfogenetica ed evolutiva alcuni aspetti microanatomici caratteristici dei principali taxa dei vertebrati. In relazione alla costituzione gerarchica delle strutture anatomiche (molecole-cellule-tessuti-organi-apparati) viene fatto riferimento ai processi che caratterizzano la specializzazione e la plasticitÓ cito-istologica durante alcune fasi ontogenetiche (embrionale, fetale, larvale) e nell’adattamento alle modificazioni dell’ambiente, anche in relazione ai cicli biologici. I tradizionali criteri di trattazione dell’argomento vengono integrati con alcuni parametri morfologici, istochimici e di biologia molecolare con lo scopo di stabilire una maggiore correlazione tra aspetti strutturali, evolutivi e adattativi.

Programma dettagliato

Caratteri generali e innovativi del subphylum dei Vertebrati, lo stadio filotipico e l’evoluzione delle strutture anatomiche attraverso le modificazioni dei meccanismi ontogenetici (Evo-Devo).La sistematica dei Cordati su base evolutivo-molecolare: macromolecole biologiche a lenta e rapida trasformazione(caratteri fenotipici stabili e labili). Origine, evoluzione e significato biologico della fase larvale. Organizzazione gerarchica dei costituenti anatomici(molecole-cellule-tessuti-organi-apparati). Derivazione dei quattro tipi fondamentali di tessuti(epiteliale, connettivale, muscolare, nervoso) dai quattro foglietti embrionali(ectoderma, creste neurali, mesoderma, endoderma). Aspetti dinamici della componente cellulare e interstiziale di un tessuto. Organizzazione sovramolecolare dei cromosomi ed evoluzione strutturale del gene; geni omologhi, ortologhi, paraloghi, pseudugeni. Meccanismi di espansione del genoma (genome size) dei vertebrati (crossing-over sbilanciato, trasposizione duplicativa, poliploidizzazione). Evoluzione del genoma dei cordati (duplicazione, delezione, mutazione) e acquisizione di nuovi geni e caratteri fenotipici. Il paradosso del valore c. Evoluzione dei geni Hox, meccanismi di colinearitÓ, ruolo nella organizzazione segmentaria del piano strutturale anatomico (bauplan) dei vertebrati durante le fasi ontogenetiche. Espressione dei geni Hox durante durante l’evoluzione dell’arto, le mutazioni omeotiche. Meccanismi della morfogenesi e sistemi di controllo genetico ed epigenetico (fattori determinanti ed induttori). Ciclo cellulare, meccanismi della poliploidizzazione cellulare (endomitosi, endoreduplicazione, plurinucleazione) e ruolo nel differenziamento e specializzazione tissutale. Organismi poliploidi e meccanismi di poliploidizzazione somatica (autopoliploidia, allopoliploidia): i vertebrati con assetto somatico poliploide.

L’apoptosi: meccanismi di morte cellulare programmata (durante l’ontogenesi, la metamorfosi, la fase adulta e senescente) e di denucleazione nei processi di specializzazione cellulare durante l’evoluzione dei vertebrati. Il differenziamento cellulare e le cellule staminali dei tessuti e organi (aspetti genetici ed epigenetici). CapacitÓ di riparo tissutale e di rigenerazione d’organo (morfallassi, epimorfosi). Fasi e meccanismi della rigenerazione dell’arto degli anfibi urodeli e della coda degli anfibi urodeli e dei rettili lepidosauri; l’autotomia. Genesi, classificazione e caratteri generali dei tessuti connettivi; la componente cellulare e le molecole della matrice interstiziale. Il mesenchima embrionale. I tessuti scheletrici: la cartilagine, origine ed evoluzione dei tessuti mineralizzati (dentina, isopedina, aspidina, osso acellulare, osso cellulare, osso haversiano, cosmina, smalto). Osteogenesi diretta (allostosi) e indiretta (autostosi). La scheletocronologia. Il tessuto adiposo bianco e adiposo bruno: meccanismi di termogenesi nei mammiferi ibernanti. Evoluzione delle globine (mioglobine, emoglobine, citoglobine) e dei geni globinici. Ruolo della struttura 3a e 4a delle molecole emoglobiniche nell’affinitÓ O2/eme. Le isoforme emoglobiniche durante la fase embrionale e fetale dei mammiferi. La conversione larvale/adulta della emoglobina durante la metamorfosi degli anfibi. L’involuzione dei geni globinici in condizioni di adattamento ad habitat estremi: i Teleostei antartici privi di eritrociti e di emoglobina. Le neuroglobine quali rappresentanti del gruppo delle citoglobine. Genesi e classificazione dei quattro tipi di tessuto muscolare (scheletrico, liscio, cardiaco, mioepiteliale). Organizzazione subcellulare delle fibre muscolari striate scheletriche in relazione al differenziamento evolutivo in fibre bianche (a contrazione rapida), fibre rosse (a contrazione lenta) e fibre intermedie. Aspetti molecolari e funzionali della mioglobina e strategie compensatorie del muscolo scheletrico e del miocardio dei pesci antartici privi di pigmento mioglobinico. Il tessuto muscolare cardiaco e i tipi di fibrocellule che lo compongono (miocardiche, di conduzione, mioendocrine). L’ipertrofia e la poliploidizzazione della cellula miocardica quali reazioni di tipo compensatorio. Caratteri strutturali delle cheratine (ae b)dell’epidermide durante l’evoluzione della cute dei vertebrati e in relazione al differenziamento terminale dei cheratinociti in corneociti. Espressione delle cheratine e delle proteine ausiliarie durante la fase larvale e adulta degli anfibi e durante l’ontogenesi dei mammiferi. Il parenchima epatico quale modello di studio della plasticitÓ adattativa della cellula nello stato differenziato a condizioni patologico-sperimentali (degenerazione, ablazione) e biologico-cicliche (riproduzione, ibernazione).

Bibliografia

Non esistendo un testo specifico, vengono distribuite a lezione dispense a titolo gratuito.


Elenco appelli e prove

Nessuna prova presente

Credits: apnetwork.it