Storia e background della filogeografia. Tecniche di conservazione dei tessuti per le analisi del DNA e metodi di estrazione del DNA. Marker genetici ed evoluzione. Metodi di analisi dei dati molecolari. Filogenesi e genetica di popolazione. Principali marcatori molecolari usati in zoologia molecolare Casi di studio ed applicazione a problematiche di zoologia.
Libri di testo:
John C. Avise, 2004. Molecular markers, natural history, and evolution. Sinauer Associates, Inc. Pub., Zunino & Zullino, 2004. Biogeografia. Casa Editrice Ambrosiana. Frankham et al., Fondamenti di Genetica della conservazione, ed. Zanichelli. Biotecnologie molecolari, Brown, ed. Zanichelli. Evolutionary conservation genetics / Jacob Höglund Oxford ; New York : Oxford University Press
Obiettivi Formativi
Conoscenze:
Principali nozioni riguardanti i processi alla base della creazione della variabilità genetica. meccanismi di evoluzione; conoscenza dei principali marker genetici; conoscenze di zoologia e di genetica per l’uso di marcatori molecolari nello studio di problematiche legate alla filogenesi, all’ecologia e alla storia evolutiva degli organismi animali Conoscenze sui principali metodi statistici per dati molecolari.
Competenze acquisite applicazione di tecniche molecolari per la risoluzione di problematiche di genetica di popolazione e genetica della conservazione Competenze sulle basi teoriche e tecniche per lo studio dei processi evolutivi
Capacità acquisite: gli studenti saranno in grado di effettuare dei campionamenti in natura ed in laboratorio per poi svolgere analisi del DNA. Inoltre, alla fine del corso sapranno individuare il marcatore molecolare giusto per una problematica di tipo zoologico e sapranno svolgere le analisi molecolari di base in laboratorio. Capacità di comprendere e valutare in maniera critica un articolo scientifico di filogenesi, filogeografia e genetica di popolazione.
Capacità di partecipare attivamente ad uno ricerca di filogeografia.
Prerequisiti
Insegnamenti contenenti i prerequisiti (vincolanti e/o consigliati)
Corsi vincolanti: Genetica, zoologia I e II
Corsi raccomandati:
Genetica evoluzionistica generale, genetica di popolazione
Metodi Didattici
Numero di ore totali del corso: 52
Numero di ore relative alle attività in aula: 40
Numero di ore relative ad attività di laboratorio (lezioni in laboratorio): 6
Numero di ore relative ad attività di esercitazioni (in laboratorio e in campo): 6
Altre Informazioni
Frequenza delle lezioni ed esercitazioni:
100%
Strumenti a supporto della didattica: PDF e dispense
Modalità di verifica apprendimento
Modalità: voto finale
Programma del corso
Modulo di Laboratorio di Zoologia Molecolare:
Tecniche di conservazione e raccolta dei tessuti per l’analisi del DNA. Estrazione del DNA applicata ai vari gruppi animali ed alle varie problematiche. Genetica non invasiva. Lo studio del DNA antico. Biodiversità genetica. Le principali tecniche di genetica molecolare: analisi del DNA mitocondriale e nucleare. La scelta del marcatore molecolare nelle problematiche di zoologia. I campi di intervento della zoologia molecolare (principi, applicazioni, casi di studio): filogenesi, l’identificazione delle specie, Barcoding genetica di popolazione e filogeografia genetica della conservazione (conservazione ex-situ ed in-situ) Lo studio e le problematiche delle specie di interesse venatorio ed alieutico. Casi di ibridazione intra ed interspecifica. Analisi dei dati, studio di alcuni dei software maggiormente usati. Organizzazione ed uso di un laboratorio di zoologia molecolare Esercitazioni: Estrazione di DNA da tessuto animale. Amplificazione di porzioni geniche tramite PCR. Analisi al sequenziatore automatico: sequenziamento, analisi di frammenti.
Modulo di Filogeografia Animale:
Storia e definizione della filogeografia. Microevoluzione, macroevoluzione e speciazione. Vicarianza e dispersione. Teoria della coalescenza. Il DNA mitocondriale. Analisi di dati di sequenza: allineamento di sequenze; metodi per la stima della distanza genetica. Alberi evolutivi. Definizione di gruppo monofiletico, parafiletico e polifiletico. Metodi di inferenza filogenetica (distance method – NJ, UPGMA - e discrete method - maximum parsimony, maximum likelihood, Bayesian Inference). Metodi per testare la bontà di un albero. Concetto di orologio molecolare: taratura dell’orologio molecolare e controversie intorno a tale concetto. Le basi della teoria sintetica dell’evoluzione. Concetto di popolazione all’equilibrio. Struttura genetica di popolazione e flusso genico: l’F statistica. Eventi demografici storici: i test di neutralità e la mismatch distribution analysis. Categorie filogeografiche. Casi di studio e fattori che influenzano la formazione delle diverse categorie filogeografiche. Filogeografia e genetica della conservazione: definizione del concetto di Evolutionary Significant Units (ESUs) e Management Units (MUs). Nested clade analysis.
Esercitazione. Uso dei principali software per l’analisi di dati genetici. Discussione di casi di studio ricavati dalla letteratura.