Lo studente dovrà acquisire la capacità di interpretare i processi di distribuzione degli organismi viventi, a livello mondiale e locale, in chiave ecologica attualistica ed anche storica (paleogeografica e paleoecologica), analizzandoli criticamente in termini di dispersione e vicarianza e secondo le tecniche più recenti.
scheda docente materiale didattico
Cos’è la Biogeografia: Scienza di sintesi tra geografia, paleogeografia, geologia, ecologia, paleoecologia, sistematica filogenetica, faunistica, floristica, genetica delle popolazioni, biologia evoluzionistica. Riepilogo dei concetti di Biologia evoluzionistica (micro e macroevoluzione), di Sistematica (scuole fenetista, evoluzionista classica e cladistica), di Ecologia degli ecosistemi e delle popolazioni. Speciazione (modelli di speciazione, radiazione). Estinzione naturale e di origine antropica. Rilevanza della Biogeografia nella Conservazione della Natura.
Storia della Biogeografia: I fondatori della Biogeografia (Buffon, de Candolle, von Humboldt, Lyell, Hooker, Sclater, Darwin, Wallace, Haeckel, Merriam, Simpson, Darlington, Holdaus, Gridelli, De Lattin, Furon, La Greca, Croizat, Wilson e MacArthur, Rozen e Platnick, Morrone, Avise, Hewitt).
Le scuole di Biogeografia del XX secolo: Biogeografia storica, ponti, filtri e dispersione; Croizat e la Panbiogeografia; la Biogeografia cladistica; Biogeografia ecologica; Biogeografia statistica; Biogeografia molecolare e Filogeografia. La scuola italiana di Biogeografia: Gridelli, La Greca, Baccetti, Ruffo, Vigna Taglianti, Poldini; la Società Italiana di Biogeografia.
(b) Biogeografia storica
Biogeografia terrestre e Biogeografia marina. Storia della vita sulla terra: Tettonica a placche e Teoria della deriva dei continenti; macro-placche e micro-placche; trasformazione e spostamento delle masse terrestri e dei mari; evoluzione degli ecosistemi terrestri. Effetti climatici e biogeografici della tettonica a placche. Effetti Plio-Pleistocenici delle glaciazioni; rifugi glaciali pleistocenici; estinzione della megafauna; espansione e retrazione di biomi. Effetti delle glaciazioni nelle aree terrestri e marine temperate e tropicali.
Le Regioni biogeografiche terrestri. Regioni floristiche e Regioni zoogeografiche. Cause della differenziazione delle faune e delle flore nelle Regioni biogeografiche; regioni e sottoregioni. Le Regioni biogeografiche marine. La Regione Palearctica (limiti; sottoregioni; elementi caratterizzanti). La Regione Neartica (limiti; sottoregioni; elementi caratterizzanti). La Regione Orientale (Indo-Malese) (limiti; sottoregioni; elementi caratterizzanti). La Regione Afrotropicale (limiti; sottoregioni; elementi caratterizzanti). La Regione Neotropicale (limiti; sottoregioni; elementi caratterizzanti). La Regione Australiana-Oceanica (Australasiana) (limiti; sottoregioni; elementi caratterizzanti). L’Antartide (limiti; elementi caratterizzanti). Le Regioni di transizione biogeografica: Saharo-Sindica; Cinese; Indo-Australe (Wallacea); Centramericana. Regionalizzazione delle faune e delle flore.
Biomi e Regioni Biogeografiche. Effetti del clima e dei cicli climatici. Caratteristiche ed origine geologica nelle regioni terrestri. Effetti della circolazione delle acque e delle profondità marina sulle regioni marine. Biomi, loro distribuzione nelle terre emerse e dinamismo. Biomi marini. Differenza tra biomi e regioni biogeografiche. Biomi ed ecosistemi. Trasformazioni antropiche degli ecosistemi.
Biogeografia dell’area Mediterranea e dell’Europa: Tetide e Paratetide e formazione del Mediterraneo. Distacco, migrazione e posizionamento delle microplacche. Biogeografia del Cenozoico: crisi di salinità del Messiniano; effetti Plio-Pleistocenici delle glaciazioni e rifugi glaciali pleistocenici.
L’areale: specifico e sopra-specifico; areale continuo, frammentato, disgiunto; cause storiche e ecologiche dell’areale; forma dell’areale; areali terrestri e marini. Areale primario e secondario. Fattori fisici, ecologici e paleogeografici che delimitano gli areali: barriere e fattori limitanti della nicchia nell’attuale. Relittualità. Endemicità: areale e conservazione.
Modelli distributivi generalizzabili o corotipi: esempi nella Regione Paleartica e nella Regione Afrotropicale. Esempi di distribuzione di taxa vegetali ed animali terrestri.
Biogeografia dispersalista (Simpson, Mayr). Dispersal e dispersion. La dispersione come processo biogeografico (espansione di areale), evolutivo (flusso genico e speciazione) ed ecologico (realizzazione della nicchia). Principi della massima somiglianza. Processo specie-specifico e modelli generalizzati. Modalità di dispersione attiva e passiva in piante ed animali. Tipologie di dispersione: jump dispersal, stepping stones dispersal. Dispersione ed ampliamento di areale. Barriere alla dispersione (geografiche ed ecologiche). Colonizzazione. Effetti sui biota dovuti alle immigrazioni.
Biogeografia della vicarianza. La vicarianza (modello di allopatria; modello della caduta di barriere). Effetti sui biota. Sistematica cladistica e biogeografia della vicarianza. Modelli di vicarianza di Croizat, Morrone, Nelson e Platnick.
Distribuzione delle popolazioni ed abbondanza. Cronogeonemia. Dinamismo degli areali e conservazione. Areali fossili ed attuali. Estinzione locale e totale.
La variazione geografica nelle specie (caratteristiche morfologiche e genetico-molecolari). Variazione continua e discreta. Significato evolutivo e biogeografico della variazione. Importanza conservazionista della variazione geografica. Geografia della diversificazione e regionalizzazione.
(c) Biogeografia ecologica
Biogeografia ecologica: cause attuali della distribuzione delle specie; realizzazione di nicchia; colonizzazione e competizione. Distribuzione e dinamica delle comunità, ecosistemi e biomi.
Biogeografia dell’insularità: modello di Wilson e Mac Arthur; conferme sperimentali e casi problematici; applicazione alla Biologia della conservazione. Esempi su isole geografiche, isole ecologiche, cime di montagne.
(d) Nuovi metodi di analisi biogeografica
Biogeografia molecolare. Filogeografia (mtDNA, nDNA, metodi molecolari e statistici). Esempi di studi su aree di rifugio glaciali e zone di espansione postglaciali.
Biogeografia statistica. Analisi di dati molecolari per la Biogeografia; datazioni; direzione di dispersione; tempi di vicarianza.
Rappresentazione cartografica della diversità biogeografica: cartografia tradizionale, areogrammi, database georeferenziati, sistemi GIS, sistemi remote-sensing. Mappatura degli areali.
Alcuni concetti saranno desumibili anche in: Zunino M. & Zullini A., Biogeografia. La dimensione spaziale dell’evoluzione. Ambrosiana, Milano.
Il docente fornirà letteratura specialistica ed altro materiale didattico.
Mutuazione: 20401656 BIOGEOGRAFIA in Biodiversità e gestione degli ecosistemi LM-6 N0 BOLOGNA MARCO ALBERTO
Programma
(a) Generalità introduttive.Cos’è la Biogeografia: Scienza di sintesi tra geografia, paleogeografia, geologia, ecologia, paleoecologia, sistematica filogenetica, faunistica, floristica, genetica delle popolazioni, biologia evoluzionistica. Riepilogo dei concetti di Biologia evoluzionistica (micro e macroevoluzione), di Sistematica (scuole fenetista, evoluzionista classica e cladistica), di Ecologia degli ecosistemi e delle popolazioni. Speciazione (modelli di speciazione, radiazione). Estinzione naturale e di origine antropica. Rilevanza della Biogeografia nella Conservazione della Natura.
Storia della Biogeografia: I fondatori della Biogeografia (Buffon, de Candolle, von Humboldt, Lyell, Hooker, Sclater, Darwin, Wallace, Haeckel, Merriam, Simpson, Darlington, Holdaus, Gridelli, De Lattin, Furon, La Greca, Croizat, Wilson e MacArthur, Rozen e Platnick, Morrone, Avise, Hewitt).
Le scuole di Biogeografia del XX secolo: Biogeografia storica, ponti, filtri e dispersione; Croizat e la Panbiogeografia; la Biogeografia cladistica; Biogeografia ecologica; Biogeografia statistica; Biogeografia molecolare e Filogeografia. La scuola italiana di Biogeografia: Gridelli, La Greca, Baccetti, Ruffo, Vigna Taglianti, Poldini; la Società Italiana di Biogeografia.
(b) Biogeografia storica
Biogeografia terrestre e Biogeografia marina. Storia della vita sulla terra: Tettonica a placche e Teoria della deriva dei continenti; macro-placche e micro-placche; trasformazione e spostamento delle masse terrestri e dei mari; evoluzione degli ecosistemi terrestri. Effetti climatici e biogeografici della tettonica a placche. Effetti Plio-Pleistocenici delle glaciazioni; rifugi glaciali pleistocenici; estinzione della megafauna; espansione e retrazione di biomi. Effetti delle glaciazioni nelle aree terrestri e marine temperate e tropicali.
Le Regioni biogeografiche terrestri. Regioni floristiche e Regioni zoogeografiche. Cause della differenziazione delle faune e delle flore nelle Regioni biogeografiche; regioni e sottoregioni. Le Regioni biogeografiche marine. La Regione Palearctica (limiti; sottoregioni; elementi caratterizzanti). La Regione Neartica (limiti; sottoregioni; elementi caratterizzanti). La Regione Orientale (Indo-Malese) (limiti; sottoregioni; elementi caratterizzanti). La Regione Afrotropicale (limiti; sottoregioni; elementi caratterizzanti). La Regione Neotropicale (limiti; sottoregioni; elementi caratterizzanti). La Regione Australiana-Oceanica (Australasiana) (limiti; sottoregioni; elementi caratterizzanti). L’Antartide (limiti; elementi caratterizzanti). Le Regioni di transizione biogeografica: Saharo-Sindica; Cinese; Indo-Australe (Wallacea); Centramericana. Regionalizzazione delle faune e delle flore.
Biomi e Regioni Biogeografiche. Effetti del clima e dei cicli climatici. Caratteristiche ed origine geologica nelle regioni terrestri. Effetti della circolazione delle acque e delle profondità marina sulle regioni marine. Biomi, loro distribuzione nelle terre emerse e dinamismo. Biomi marini. Differenza tra biomi e regioni biogeografiche. Biomi ed ecosistemi. Trasformazioni antropiche degli ecosistemi.
Biogeografia dell’area Mediterranea e dell’Europa: Tetide e Paratetide e formazione del Mediterraneo. Distacco, migrazione e posizionamento delle microplacche. Biogeografia del Cenozoico: crisi di salinità del Messiniano; effetti Plio-Pleistocenici delle glaciazioni e rifugi glaciali pleistocenici.
L’areale: specifico e sopra-specifico; areale continuo, frammentato, disgiunto; cause storiche e ecologiche dell’areale; forma dell’areale; areali terrestri e marini. Areale primario e secondario. Fattori fisici, ecologici e paleogeografici che delimitano gli areali: barriere e fattori limitanti della nicchia nell’attuale. Relittualità. Endemicità: areale e conservazione.
Modelli distributivi generalizzabili o corotipi: esempi nella Regione Paleartica e nella Regione Afrotropicale. Esempi di distribuzione di taxa vegetali ed animali terrestri.
Biogeografia dispersalista (Simpson, Mayr). Dispersal e dispersion. La dispersione come processo biogeografico (espansione di areale), evolutivo (flusso genico e speciazione) ed ecologico (realizzazione della nicchia). Principi della massima somiglianza. Processo specie-specifico e modelli generalizzati. Modalità di dispersione attiva e passiva in piante ed animali. Tipologie di dispersione: jump dispersal, stepping stones dispersal. Dispersione ed ampliamento di areale. Barriere alla dispersione (geografiche ed ecologiche). Colonizzazione. Effetti sui biota dovuti alle immigrazioni.
Biogeografia della vicarianza. La vicarianza (modello di allopatria; modello della caduta di barriere). Effetti sui biota. Sistematica cladistica e biogeografia della vicarianza. Modelli di vicarianza di Croizat, Morrone, Nelson e Platnick.
Distribuzione delle popolazioni ed abbondanza. Cronogeonemia. Dinamismo degli areali e conservazione. Areali fossili ed attuali. Estinzione locale e totale.
La variazione geografica nelle specie (caratteristiche morfologiche e genetico-molecolari). Variazione continua e discreta. Significato evolutivo e biogeografico della variazione. Importanza conservazionista della variazione geografica. Geografia della diversificazione e regionalizzazione.
(c) Biogeografia ecologica
Biogeografia ecologica: cause attuali della distribuzione delle specie; realizzazione di nicchia; colonizzazione e competizione. Distribuzione e dinamica delle comunità, ecosistemi e biomi.
Biogeografia dell’insularità: modello di Wilson e Mac Arthur; conferme sperimentali e casi problematici; applicazione alla Biologia della conservazione. Esempi su isole geografiche, isole ecologiche, cime di montagne.
(d) Nuovi metodi di analisi biogeografica
Biogeografia molecolare. Filogeografia (mtDNA, nDNA, metodi molecolari e statistici). Esempi di studi su aree di rifugio glaciali e zone di espansione postglaciali.
Biogeografia statistica. Analisi di dati molecolari per la Biogeografia; datazioni; direzione di dispersione; tempi di vicarianza.
Rappresentazione cartografica della diversità biogeografica: cartografia tradizionale, areogrammi, database georeferenziati, sistemi GIS, sistemi remote-sensing. Mappatura degli areali.
Testi Adottati
Si consiglia Lomolino M.V., Riddle B.R. & Whittaker R.J., Biogeography. Biological Diversity across Space and Time. Sinauer, Sunderland, USAAlcuni concetti saranno desumibili anche in: Zunino M. & Zullini A., Biogeografia. La dimensione spaziale dell’evoluzione. Ambrosiana, Milano.
Il docente fornirà letteratura specialistica ed altro materiale didattico.
Modalità Erogazione
Il Corso si svolgerà con lezioni frontali in aula. Si prevede che siano presentati dei casi di studio da parte degli studenti.Modalità Valutazione
Colloquio con la Commissione.