OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

L'insegnamento si prefigge di fornire le conoscenze specifiche sull’identificazione e la quantificazione delle risposte allo stress in invertebrati e vertebrati marini, in particolare allo stress indotto da sostanze inquinanti: biomarcatori (biomarker) di stress dal livello subcellulare al livello di organismo, generali e di esposizione. Verrà discusso l’utilizzo dei biomarcatori nella valutazione dello stato di salute di organismi sentinella nei programmi di biomonitoraggio dell’ambiente marino costiero e di specie di allevamento nell’acquacoltura.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

La frequenza e la partecipazione alle attività formative previste (lezioni frontali e attività in laboratorio) consentiranno allo studente di acquisire le conoscenze della Fisiologia Ambientale necessarie per affrontare studi nel campo della valutazione dello stato di salute degli organismi marini in risposta agli agenti stressanti ambientali, in particolare all’esposizione agli inquinanti.

Nello specifico lo studente sarà in grado di:

- saper descrivere le risposte degli organismi marini a stress abiotici naturali, quali le variazioni della disponibilità di ossigeno e di Temperatura e in particolare:

l’ambiente acquatico come mezzo respiratorio e conoscere i fattori che regolano lo scambio dei gas tra organismo e ambiente, il ruolo degli epiteli respiratori, i meccanismi responsabili del trasporto dei gas, e le principali caratteristiche dei sistemi circolatori in diversi gruppi di organismi marini; le modalità degli scambi di calore tra organismi e ambiente, l’effetto della T sui sistemi biologici dal livello molecolare a quello di organismo, e gli adattamenti fisiologici alle temperature estreme in ambienti polari e abissali.

- descrivere come le sostanze contaminanti (inorganiche ed organiche) di origine antropica possono rappresentare una ulteriore fonte di stress, determinando effetti sub-letali negli organismi;

- conoscere le risposte degli organismi agli agenti stressanti ambientali e come queste possano essere quantificate mediante la determinazione di parametri biologici (biomarcatori o indici di stress) a diversi livelli di organizzazione biologica (dal subcellulare all’intero organismo), che definiscono la progressione degli effetti sullo stato di salute degli organismi;

- comprendere il concetto di biomarker come risposta precoce e quantificabile degli organismi allo stress ambientale e conoscere i principali Biomarker di stress e di esposizione, così come le loro caratteristiche variazioni in funzione del grado di stress;

- acquisire le metodiche per la valutazione dei principali biomarker secondo i protocolli accettati a livello internazionale (OSPAR), anche grazie ad esercitazioni pratiche di laboratorio condotte sui mitili come organismi sentinella dell’ambiente marino costiero;

- comprendere l’utilizzo dei Biomarker nell’evidenziare la Sindrome da stress in diversi organismi sentinella;

- applicare le conoscenze acquisite nei programmi di biomonitoraggio per misurare gli effetti delle attività antropiche sugli organismi viventi in ambienti marini costieri e di transizione.

Le attività didattiche teorico-pratiche proposte sono rivolte a sviluppare nello studente le capacità di: progettazione ed esecuzione di programmi di biomonitoraggio; analisi e discussione critica dei dati raccolti; affrontare e risolvere problemi in relazione al biomonitoraggio di ambienti marini costieri, naturali o perturbati, anche in funzione di possibili interventi programmati (per esempio opere di dragaggio dei fondali) che possono alterare lo stato di salute dell’ecosistema costiero.

PREREQUISITI

Per affrontare efficacemente i contenuti dell’insegnamento sono necessarie le seguenti conoscenze di base: 1) chimica inorganica ed organica; 2) fisiologia animale; 3) biologia marina; 4) ecologia marina.

MODALITA' DIDATTICHE

L’insegnamento si compone di:

- lezioni frontali erogate mediante presentazioni multimediali. Analisi a discussione di articoli scientifici in inglese per l’approfondimento degli argomenti;

- esercitazioni pratiche di laboratorio sulla determinazione di alcuni biomarker.

La frequenza alle lezioni non è obbligatoria ma è fortemente consigliata, mentre la frequenza ad esercitazioni e attività di laboratorio è obbligatoria al 75%.

È possibile che la modalità di svolgimento delle lezioni sia modificata a causa di situazioni emergenziali che impediscano lo svolgimento delle lezioni in presenza. In tal caso, le lezioni saranno svolte mediante la piattaforma Teams utilizzando idonei strumenti didattici sostitutivi.

PROGRAMMA/CONTENUTO

L'insegnamento si prefigge di fornire le conoscenze dei meccanismi funzionali che stanno alla base delle interazioni tra gli animali e l’ambiente acquatico, con particolare riferimento all’ambiente marino, e di definire i parametri dello stress indotto sia da variabili naturali che da attività antropiche.

Il programma dell'insegnamento prevede la presentazione e la discussione dei seguenti argomenti:

- gli organismi e le variabili ambientali quali fattori di stress; strategie adattative alla variazioni dei parametri ambientali, adattamento comportamentale, conformità e regolazione; meccanismi fisiologici dell’adattamento alle variabili ambientali abiotiche;

- scambio dei gas: epiteli respiratori; l’ambiente acquatico come mezzo respiratorio e caratteristiche della respirazione acquatica; branchie; scambio controcorrente e ricambio del mezzo nelle branchie dei Teleostei; branchie e polmoni; trachee: struttura e funzione; trasporto dei gas nei liquidi corporei: i pigmenti respiratori; sistemi circolatori;

- temperatura: scambi di calore tra organismi e ambiente; effetto della T sui sistemi biologici; specie ectoterme ed endoterme; endotermia nei pesci; adattamenti fisiologici alle basse temperature nei pesci; tolleranza al congelamento.

- le sostanze inquinanti come fattori di stress; valutazione delle risposte fisiologiche all’esposizione a concentrazioni sub-letali di sostanze chimiche inorganiche ed organiche; valutazione dello stato di salute degli organismi in relazione allo stress ambientale: indici di stress dal livello subcellulare al livello di organismo;

- il concetto di biomarker come risposta precoce e quantificabile degli organismi allo stress ambientale; Biomarker di stress e di esposizione, Biomarker lisosomiali, Biomarker di immunotossicità, biomarker di genotossicità; utilizzo dei Biomarker nell’evidenziare la Sindrome da stress in organismi sentinella e loro adeguato utilizzo nei programmi di biomonitoraggio;

- conoscenze teorico-pratiche necessarie a misurare e prevedere gli effetti delle attività antropiche sugli organismi viventi a livello molecolare, cellulare e di individuo, al fine di applicare indicatori di qualità ambientale nell’ambiente marino.

Il laboratorio comprende: stabulazione e trattamento di invertebrati marini (Mytilus galloprovincialis) in condizioni controllate, dissezione di tessuti e preparazione di colture primarie, l’applicazione di tecniche biochimiche, microscopiche e citochimiche per la determinazione di alcuni dei principali biomarker (quali ad esempio biomarker lisosomiali, biomarker di genotossicità, metallotioneine), e prevede l’attività degli studenti in piccoli gruppi o individualmente.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

- Poli, Fabbri : Fisiologia degli animali marini (Zanichelli)

- Materiale fornito dal docente (bibliografia in inglese, presentazioni ppt).

Tutto il materiale didattico utilizzato durante le lezioni frontali verrà reso disponibile su AulaWeb.

DOCENTI E COMMISSIONI

LEZIONI

INIZIO LEZIONI

Consultare orario dettagliato al seguente link: https://easyacademy.unige.it/portalestudenti

Orari delle lezioni

L'orario di questo insegnamento è consultabile all'indirizzo: Portale EasyAcademy

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

L'esame consiste in una prova orale.

MODALITA' DI ACCERTAMENTO

I dettagli sulle modalità di preparazione per l’esame e sul grado di approfondimento richiesto per ogni argomento saranno forniti nel corso delle lezioni.

La modalità di accertamento dell’effettivo raggiungimento dei risultati di apprendimento attesi consiste in una prova orale, che valuterà le conoscenze degli elementi fondamentali della materia e le capacità di collegamento tra i vari argomenti. La prova avrà lo scopo di valutare non soltanto se lo studente ha raggiunto un livello adeguato di conoscenze, ma anche se ha acquisito la capacità di applicare le nozioni teoriche a semplici contesti concreti.

Verranno inoltre valutati inoltre la qualità dell’esposizione, l’utilizzo corretto del lessico scientifico specialistico, la capacità di ragionamento critico.

Il voto del modulo di BIOMARCATORI DI STRESS AMBIENTALE sarà mediato con il voto del modulo di MECCANISMI ED ADATTAMENTI al fine di ottenere il voto finale dell'insegnamento FISIOLOGIA DEGLI ORGANISMI MARINI.

ALTRE INFORMAZIONI

Gli studenti che hanno una certificazione valida di disabilità fisica o di apprendimento depositata presso l'Ateneo e che desiderano chiedere strumenti compensativi, misure dispensative o altro per lezioni, compiti e esami, dovrebbero parlare sia con il docente sia con la Professoressa Sara Ferrando (sara.ferrando@unige.it), referente del Dipartimento per le disabilità.