Ecologia microbica (2019/2020)

Codice insegnamento
4S008294
Docente
Giovanni Vallini
Coordinatore
Giovanni Vallini
crediti
6
Settore disciplinare
AGR/16 - MICROBIOLOGIA AGRARIA
Lingua di erogazione
Italiano
Periodo
II semestre dal 2-mar-2020 al 12-giu-2020.

Orario lezioni

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Obiettivi formativi

Il corso è progettato per fornire agli studenti una formazione completa circa la natura e il ruolo delle comunità microbiche nei diversi habitat, quali attori principali dei cicli biogeochimici degli elementi. Gli studenti apprenderanno i principi teorici e le metodologie sperimentali più aggiornate per analizzare le comunità microbiche sia nei contesti naturali sia nei contesti ingegnerizzati (tecnologici). Gli studenti potranno altresì acquisire strumenti conoscitivi per individuare l’occorrenza di squilibri ecologici e valutare criticamente gli impatti umani in termini di inquinamento e di cambiamenti climatici, ovvero le eventuali misure da assumere per la protezione dell'ambiente, proprio attraverso l’attenta valutazione della dinamica del microbioma nei diversi contesti ecologici.

Programma

[1]. Principi e perimetro dell’Ecologia Microbica: regole fondamentali e concetti di base che governano la funzione dei sistemi biologici complessi, con riferimento alla componente microbica organizzata in comunità ad elevata diversità ed altamente dinamiche. [2]. Strumenti metodologici e procedure sperimentali per gli studi in Ecologia Microbica (microscopia, FISH respirometria, misura dell’utilizzazione del substrato carbonioso, radioisotopi e isotopi stabili, microelettrodi, fingerprinting molecolare, tecniche di isolamento, metagenomica). [3]. Scala spaziale dell’Ecologia Microbica: a) sistemi in scala microscopica (fenomeni all’intorno o all’interno della singola cellula microbica), b) ecosistemi microbici di macroscala (sistemi acquatici, sistemi terrestri, associazioni microbiche con altri biota) considerati nelle reciproche interazioni coi fattori fisici, chimici, edafici e biologici, ivi compresi anche i fenomeni di antropizzazione e di modifica funzionale degli ambienti naturali, c) dinamiche microbiche con impatto sui sistemi di scala globale. [4]. Ruolo delle specie individuali rispetto a quello dei consorzi nell’affermazione, nel funzionamento, nella diffusione e nella capacità di resilienza delle comunità microbiche. [5]. Biomats e biofilms: formazione di comunità microbiche organizzate (stabilità, successione e dispersione). [6]. Principali meccanismi che mediano le interazioni tra microrganismi (classificazione delle diverse interazioni microbiche) e tra microrganismi ed ospite (piante o animali). [7]. Contributo dei processi microbici nei cicli biogeochimici. [8]. Biomineralizzazione ed erosione microbica. [9]. Casi di studio di habitat microbici: acque superficiali, acque marine, terreno superficiale e sottosuolo, acque di falda, differenti contesti agricoli, siti fortemente inquinati, l’ambiente urbano. [10]. Synthetic microbial ecology: Principi di ingegnerizzazione di comunità microbiche miste intese come sistemi autoregolantisi e capaci di sfruttare la mutua interazione per l’espletamento di specifiche funzioni.

Testi di riferimento
Autore Titolo Casa editrice Anno ISBN Note
Larry L. Barton, Robert J. C. McLean (Eds) Environmental Microbiology and Microbial Ecology (Edizione 2) Wiley-Blackwell 2019 978-1-118-96626-6
J.-C. Bertrand, P. Caumette, P. Lebaron, R. Matheron, P. Normand, T. Sime-Ngando (Eds) Environmental Microbiology: Fundamentals and Applications - Microbial Ecology (Edizione 1) Springer 2011 978-9-401-79117-5

Modalità d'esame

Verifica di profitto finale mediante esame scritto. La prova consiste nella proposizione allo studente di un modulo multi-pagina contenente un numero di quesiti variabile tra 20 e 25, strutturati come domande a risposta secca, domande a risposta multipla, esercizi di calcolo, richiesta di brevi commenti e descrizioni. Ad ogni quesito è attribuito un differente peso in punti. L'espressione del voto è in trentesimi, sulla base della percentuale di punti totalizzati con le risposte corrette.