ADATTAMENTO DEI VEGETALI ALL'AMBIENTE
Anno accademico e docente
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- English course description
- Anno accademico
- 2022/2023
- Docente
- COSTANZA BALDISSEROTTO
- Crediti formativi
- 6
- Periodo didattico
- Secondo Semestre
- SSD
- BIO/01
Obiettivi formativi
- L’obiettivo principale del corso consiste nel fornire agli studenti conoscenze relative alle diverse caratteristiche morfo-fisiologiche acquisite durante l’evoluzione degli organismi vegetali per adattarsi a diversi contesti ambientali.
Conoscenza e comprensione
Lo studente:
• Conosce le caratteristiche che hanno favorito la graduale colonizzazione delle terre emerse e l’adattamento all’ambiente subaereo delle prime piante terrestri;
• Conosce gli adattamenti riproduttivi acquisiti dalle piante terrestri, fino alla comparsa del seme come mezzo di dispersione della progenie;
• Conosce gli adattamenti morfo-fisiologici acquisiti dalle piante idrofile, igrofile e xerofile;
• Conosce le caratteristiche morfo-fisiologiche legate alla disponibilità di luce: caratteristiche modulative, presenti in tutte le piante per rispondere efficientemente alle fluttuazioni di luce giornaliere, e caratteristiche modificative presenti in piante eliofile e piante sciafile;
• Conosce le caratteristiche morfo-fisiologiche legate all’adattamento dei vegetali alle variazioni di temperatura: variazioni stagionali, piante di climi caldi e piante tolleranti i climi freddi;
• Conosce le caratteristiche edafiche e le richieste nutrizionali delle piante terrestri, con particolare riferimento agli adattamenti acquisiti in piante che vivono in condizioni nutrizionali estreme;
• Conosce le modalità di interazione tra gli organismi vegetali e altri organismi presenti nello stesso ambiente, con particolare riferimento a simbiosi con microrganismi del terreno, interazione tra piante ed organismi impollinatori, produzione di metaboliti secondari con funzione difensiva, deterrente o vessillare.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione
Lo studente:
• Sa riconoscere e classificare gli organismi vegetali secondo un livello di complessità strutturale acquisito durante il corso dell’evoluzione
• È in grado di riconoscere i vantaggi adattativi legati agli adattamenti riproduttivi durante l’evoluzione nelle diverse piante terrestri, dalle più semplici (prime piante vascolari) alle più complesse (angiosperme)
• Sa distinguere e collegare le caratteristiche morfo-fisiologiche proprie di un organismo vegetale al contesto ambientale in cui cresce Prerequisiti
- Sebbene non ci siano regole di propedeuticità, lo studente deve avere acquisito e assimilato le seguenti conoscenze fornite dai corsi di “Botanica” e “Fisiologia Vegetale”, in particolare legate a:
• struttura della cellula vegetale;
• organografia delle piante superiori;
• riproduzione nei vegetali: riproduzione vegetativa e sessuata, cicli ontogenetici, fiore e doppia fecondazione;
• fotosintesi e respirazione;
• processi di trasporto di acqua e sali minerali e traslocazione di fotosintati attraverso la pianta;
• assimilazione di nutrienti minerali. Contenuti del corso
- Il corso prevede 48 ore di didattica frontale. Gli argomenti sono suddivisi in tre macroaree principali:
1. Evoluzione degli organismi vegetali e adattamento delle piante all’ambiente subaereo (14 ore)
Origine della diversità degli Eucarioti: dai Procarioti alla comparsa dei primi Eucarioti. Primi organismi pluricellulari, vantaggi adattativi, fattori che hanno favorito la colonizzazione delle terre emerse. Caratteristiche acquisite dalle piante terrestri per adattarsi all’ambiente subaereo: dalle Briofite alle piante vascolari. Adattamenti riproduttivi dalle Briofite alle Spermatofite. Angiosperme: caratteristiche che hanno permesso la diffusione in tutti gli ambienti terrestri.
2. Adattamento dei vegetali a diversi fattori ambientali (20 ore)
Disponibilità di acqua: risposta di piante mesofile a condizioni di allagamento. Adattamenti morfo-fisiologici in piante idrofile emergenti, flottanti e sommerse. Igromorfismo, caratteristiche delle piante epifite. Adattamento dei vegetali ad ambienti poveri di acqua: risposta alla siccità in piante mesofile, risposte adattative in piante tolleranti la carenza di acqua. Adattamenti morfologici in piante succulente ed in piante xerofile non succulente.
Disponibilità di luce: adattamenti modulativi e adattamenti modificativi. Piante eliofile, piante sciafile e relativi adattamenti morfologici.
Temperatura: alta temperatura e stress termico, adattamenti morfologici in piante di climi caldi. Bassa temperatura e stress da raffreddamento. Tolleranza al freddo in piante di climi freddi. Adattamento dei vegetali alle variazioni stagionali.
Fattori edafici: caratteristiche del terreno e richieste nutrizionali delle piante. Variazioni di pH: meccanismi adattativi in piante acidofile, neutrofile e basofile. Condizioni nutrizionali estreme: piante alofile, piante carnivore e relativi adattamenti morfologici.
Cenni sulla risposta ad alcuni inquinanti.
3. Interazione tra piante e altri organismi (14 ore)
Simbiosi come adattamento nutrizionale: fissazione endosimbiotica dell’azoto, micorrize, licheni. Co-evoluzione fiore-impollinatori. Metaboliti secondari: terpeni, formazioni ghiandolari, formazioni tricomatose e tasche per l’accumulo di oli essenziali, canali resiniferi. Composti fenolici, composti contenenti azoto. Ruolo dei metaboliti secondari nella difesa contro agenti patogeni o come molecole vessillari. Cenni di interazioni negative piante-organismi.
Durante lo svolgimento delle lezioni inerenti il punto 3, è prevista una visita all’Orto Botanico dell’Università di Ferrara (lezione interattiva, visita e ripasso degli argomenti affrontati durante il corso mediante osservazione dei diversi gruppi vegetali).
Durante il corso (punti 1, 2 e 3) sono previsti alcuni momenti di consolidamento degli argomenti affrontati mediante osservazione dei diversi gruppi vegetali. Metodi didattici
- Il corso prevede lezioni frontali in aula, in cui verranno affrontati tutti gli argomenti del corso. Potrà essere prevista, nell’ambito delle lezioni teoriche, l'osservazione di campioni vegetali resi disponibili dalla docente per favorire la comprensione degli argomenti trattati. Al termine del corso, viene programmata una visita presso l’Orto Botanico dell’Università per osservare in campo gli adattamenti morfologici trattati durante le lezioni in aula; in tale occasione potrà essere prevista l'osservazione di alcuni campioni vegetali al microscopio ottico o allo stereomicroscopio.
Modalità di verifica dell'apprendimento
- L’obiettivo della prova d’esame consiste nel verificare il livello di raggiungimento degli obiettivi formativi precedentemente indicati e la capacità di ragionamento sviluppata dallo studente. In particolare, l’esame può consistere in una prova scritta (a risposta multipla) od orale secondo un calendario proposto dal docente. Nell'esame orale verrà generalmente sottoposta una domanda su ciascuna delle tre tematiche del corso:
1) evoluzione degli organismi vegetali, colonizzazione delle terre emerse e adattamento all'ambiente subaereo;
2) adattamenti morfo-fisiologici degli organismi vegetali legati ai diversi fattori ambientali (verrà preso in considerazione uno dei fattori ambientali trattati a lezione);
3) interazione tra piante e altri fattori biotici e vantaggi adattativi.
Le risposte alle domande orali verranno giudicate per il contenuto e per il linguaggio scientifico appropriato. Ogni domanda verrà valutata mediante un punteggio variabile tra 1 e 11 (per gli esami orali e scritti a risposta aperta). Il voto finale è dato dalla somma dei tre punteggi. Per superare l’esame è necessario acquisire un punteggio totale minimo di 18.
Per l'esame scritto a risposta multipla, verranno sottoposte 31-32 domande con 4 possibili risposte, di cui solo 1 corretta. Alle risposte corrette verrà assegnato il punteggio di 1, mentre alle risposte errate 0 (non sono, quindi, previste penalità). L'esame è ritenuto superato rispondendo correttamente ad almeno 18 domande.
Su eventuale richiesta, l'esame scritto potrà essere erogato in parte con domande a risposta multipla (6 domande per argomento, totale 18 punti; 1 punto per risposta corretta, 0 punti per risposta errata), in parte con domande a risposta aperta (totale 3 domande, ovvero 1 per ciascun topic, con punteggio fra 0 - nessuna risposta - e 5 punti ciascuna: punteggio parziale massimo, 15 punti). L'esame si considera superato se si raggiunge il punteggio minimo complessivo di 18. Testi di riferimento
- Appunti forniti dalla docente.
Per approfondimenti, capitoli scelti da:
Pancaldi S., Baldisserotto C., Ferroni L., Pantaleoni L. "Fondamenti di Botanica Generale, teoria e pratica", McGraw-Hill (1a o, preferibilmente, 2a edizione);
Smith A.M., Coupland G.,Dolan L., Harberd N., Jones J., Martin C., Sablowski R., Amey A. "Biologia delle piante", Zanichelli;
Mauseth J.D. "Botanica", vol. Biodiversità, Idelson-Gnocchi;
Campbell N.A. e Reece J.B. "Biologia, Meccanismi dell'evoluzione e origini della biodiversità", Zanichelli;
Sanità di Toppi L. "Interazioni piante-ambiente". PICCIN;
Pasqua et al. “Botanica generale e diversità vegetale”, ed PICCIN.
