ECTS - University of Pisa
| Modules | Area | Type | Hours | Teacher(s) | |
| ECOLOGIA CHIMICA | AGR/13 | LEZIONI | 64 |
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Il corso è finalizzato alla comprensione dell’origine, della funzione e del significato delle molecole chimiche naturali che mediano l’interazione tra e con gli organismi viventi con particolare riguardo anche al risvolto evoluzionario di queste interazioni. Il corso sarà focalizzato sulla biochimica ed ecologia delle molecole o gruppi di molecole appartenenti al metabolismo primario e secondario direttamente coinvolte nell’interazione degli organismi viventi con l’ambiente in cui vivono con particolare rifermento alle piante verso le altre piante e verso altri organismi viventi (insetti, erbivori, nematodi, microrganismi).
The course is aimed at understanding the origin, function and meaning of natural chemical molecules that mediate the interaction between and with living organisms with particular regard to the evolutionary aspect of these interactions. The course will focus on the biochemistry and ecology of molecules or groups of molecules belonging to primary and secondary metabolism directly involved in the interaction of living organisms with the environment in which they live with particular reference plants to other plants and to other living organisms (insects, herbivores, nematodes, microorganisms).
Per l'accertamento delle conoscenze, durante il corso, il docente terrà lezioni di accertamento in itinere finalizzate alla valutazione delle conoscenze acquisite.
For the assessment of the knowledges, during the course, the teacher will give lessons and meetings aimed at evaluating the gained information.
Al termine del corso lo studente saprà:
- discutere le diverse forme di comunicazione inter- ed intraspecifiche modulata da molecole chimiche naturali;
- comprendere come gli stress biotici (e abiotici) possono influenzare il sistema di comunicazione chimica
- applicare i principi della chimica ecologica per comprendere e sviluppare possibili soluzioni a determinati problemi
At the end of the course student is able to:
- discuss on different type of inter- and intra-specific communication modulated by natural chemical molecules
- understand as biotic (amd abiotic) stresses influence chemical communication
- apply the priniciples fo chemical ecology to understand and evolve possible solutions to some problems
Durante lo svolgimento del corso vengono tenute lezioni di accertamento durante le quali lo studente dovrà dimostrare di:
- avere acquisito i concetti legati alla comunicazione chimica inter- e intraspecifica
- avere acquisito la capacità di interconnettere la sintesi di molecole chimiche in risposta agli stress biotici (e abiotici)
During the course lessons will be carried out during which student must prove:
- to have acquired concepts related to inter- and intra-specific chemical communication
- to have acquired the ability to connect the synthesis of chemical molecules in response to biotic (ad abiotic) stresses
Alla fine del corso lo studente potrà acquisire o sviluppare:
- la capacità di utilizzare gli strumenti analitici idonei alla caratterizzazione delle molecole chimiche coinvolte nella comunicazione
- affrontare le tematiche specifiche della ecologia chimica
At the end of the course student will acquire and/or develop:
- the ability to use analytical struments useful to characterize chemical molecules involved in plant communication
- discuss of topics related to chmical ecology
La verifica dei comportamenti sarà effettuata:
- durante le esercitazioni di laboratorio
- durante i focus su argomenti specifici che verranno proposti in classe
The behaviour verification will be carried out:
- during the laboratory exercitations
- during focus on specific topic proposed by the teacher
Per affrontare il corso sono necessarie le conoscenze iniziali di:
- chimica generale
- chimica organica
- biochimica
- entomologia agraria
- patologia vegetale
The coruse require preferentially the initial knowledges concerning:
- general chemistry
- organic chemistry
- biochemistry
agricutlural enthomology
- plant disease
- le lezioni frontali si svolgono con l'ausilio di slides
- le esercitazioni vengono svolte presso il laboratorio delle Chimiche del DiSAAA-a
- viene utilizzato il sito E-learning del CdS dove viene forntio il materiale didattico utilizzato nelle lezioni frontali ma anche per comunicazioni di varia natura con gli studenti iscritti al corso
- l'interazione tra studente e docente avviene anche tramite ricevimenti, posta elettronica e studenti consiglieri
- possibilità per lo studente di effettuare seminari attivi relativi a casi studio che potranno essere tenuti anche all'intera classe
- lectures are held with the hlep of slides
- exercitations are carried out in the Lab of Chemistry of the DAF
- the E-learning site of the study course provides the teaching material used during lectures and disseminates information to students
- the interaction between teacher and students takes also places through meetings, e-mail ad counsellig student
- possibility for the student to carry out active seminars related to case studies that can also be held in the entire class
Introduzione al corso
Significato del termine ecologia chimica e cenni delle interazioni pianta/ambiente biotico e abiotico.
Ecologia chimica ed acquisizione del cibo
Approvvigionamento del cibo ed importanza delle molecole chimiche coinvolte nell’acquisizione del cibo. Organismi autotrofi ed eterotrofi. Suddivisione nell’ambito degli eterotrofi in saprofiti, erbivori, carnivori ed onnivori. Simbiosi, commensalismo, mutualismo, parassitismo. Catena alimentare e flusso di energia. Cenni sui cicli biogeochimici dei principali elementi.
Ruolo delle molecole chimiche nella competizione, aggregazione e territorialità inter- e intraspecifiche
Ruolo delle molecole chimiche nelle interazioni con particolare riguardo ai semiochimici (allelochimici e feromoni).
Difesa chimica
Meccanismi di difesa delle piante contro gli erbivori, e caratteristiche delle principali classi di composti coinvolti: terpeni, fenoli, composti contenenti azoto.
I VOC
I composti volatili ed il linguaggio delle piante. I VOC nella difesa dai fitofagi, nell’attrazione degli insetti pronubi, nella comunicazione tra le piante, nell’interazione pianta/patogeno, nella rimozione delle ROS, nella termo-tolleranza e nell’adattamento agli stress biotici e abiotici
Percezione e trasduzione del segnale
Aspetti relativi alla percezione del segnale nella pianta e trasduzione di questo.
Introduction
Meaning of the term chemical ecology and nods to biotic and abiotic plant/environment interactions.
Chemical ecology and food acquisition
Food supply and importance of chemical molecules involved in food acquisition. Autotrophic and heterotrophic organisms. Subdivision in the context of heterotrophs into saprofiti, herbivores, carnivores and omnivores. Symbiosis, commensalism, mutualism, parasitism. Food chain and energy flow. Overview of the biogeochemical cycles of the main elements.
Role of chemical molecules in competition, inter- and intraspecific territoriality
Role of chemical molecules in interactions with particular regard to semiochemicals (allelochemicals and pheromones).
Chemical defense
Mechanisms of defense of plants against herbivores, and characteristics of the main classes of compounds involved: terpenes, phenols, compounds containing nitrogen.
VOCs
Volatile compounds and the language of plants. VOCs in phytophage defense, insect attraction, plant communication, plant/pathogenic interaction, ROS removal, thermo-tolerance and adaptation to biotic and abiotic stresses
Perception and signalling
Aspects related to the perception of the signal in the plant and transduction of this.
B.B. Buchanan, J. Wilhelm, L. Russell - Biochimica e biologia molecolare delle piante. Zanichelli, 2000.
Materiale didattico fornti dal docente durante le lezioni o su E-learning
B.B. Buchanan, J. Wilhelm, L. Russell - Biochimica e biologia molecolare delle piante. Zanichelli, 2000.
Teaching material provided by the teacher during the lessons or available on E-learning of the course
Gli studenti non frequentanti possono seguire le lezioni utilizzando il materaile didattico messo a disposizione dal docente prima dell'inizio del corso sul sito E-learning del CdS e seguendo il registro delle lezioni del docente.
Not-attending students can follow the lessons using the teaching material provided on the E-learning web site by the teacher before the beggining of the lectures, and consulting the lesson log
Esame orale e possibilità di tenere seminari attivi su argoemnti concordati con il docente.
