Il corso  fornisce informazioni di livello elevato su teorie e problemi centrali dell’ecologia  e dell’ecologia applicata a profonde radici biologiche, focalizzando gli aspetti quantitativi della struttura e del funzionamento degli ecosistemi anche in prospettiva dei cambiamenti climatici. Il funzionamento degli ecosistemi produce servizi gratuiti per la specie umana come la depurazione dell'aria e dell'acqua, la pesca, il legname, le materie prime per la produzione agricola, ecc. Saranno analizzati sia e principali applicazioni di calcolo delle teorie ecologiche sia i fondamentali esperimenti compiuti per il raggiungimento dell'attuale stato delle conoscenze della Ecologia. Lo studente sarà in grado di interpretare la letteratura scientifica internazionale, scegliere l’ottimale approccio di ricerca per ognuno dei temi affrontati e sarà guidato nella soluzione di problemi complessi posti dal disturbo antropico. Sono previsti seminari su temi di rilievo anche da docenti stranieri e gli studenti potranno discutererli in sede di esame. Gli studenti saranno anche stimolati a proprie attività seminariali valide per il superamento dell'esame. 

PROGRAMMA

ECOLOGIA SPERIMENTALE E APPLICATA (E.S.A.)
MODULO ES. (6 CFU)
Verranno presentati e analizzati esperimenti che hanno contribuito allo sviluppo dell’ecologia accademica. In particolare, saranno trattati: funzionamento quantitativo degli ecosistemi e dei processi ecosistemici, efficienze ecologiche e loro misurazione; isotopi stabili e radioattivi in ecologia quantitativa, analisi della struttura gerarchica; dipendenze spaziali dei processi, delle strutture e dei fattori fisico/chimici (analisi geostatistica); tipologie della stabilita’ dei sistemi; analisi e costruzione delle reti trofiche; metrica di rete; analisi della stabilita’ tramite matrici binarie e di comunità; biodiversita’ di specie, di habitat e funzionale; relazioni tra biodiversita’ e funzionamento degli ecosistemi; fattori di scala e analisi frattale per confronti di eterogeneita’ ambientale e change detection; analisi della dinamica delle popolazioni e dei rapporti tra specie; comportamento dei predatori e reazioni alla disponibilità di prede; analisi dei comportamenti trofici e variazioni di nicchia ecologica; ruolo della mole corporea nei rapporti tra specie, nelle reti trofiche e nella biodiversita’; possibili effetti degli organismi geneticamente modificati sulla biodiversita’; valore economico dei servizi ecosistemici; l’ipotesi e la teoria; disegno sperimentale fattoriale; cenni di analisi dei dati sperimentali. Modelli di calcolo matriciale per flusso di energia e per successioni ecologiche.
MODULO EA. (3CFU)
Verranno presentate e discusse le principali cause di disturbo ambientale e le possibili applicazioni dell’ecologia di base alla soluzione di problemi pratici dell’ambiente. In particolare, verranno illustrati principi e metodi innovativi (incluso l’uso di isotopi stabili) per il monitoraggio e riduzione degli effetti del disturbo antropico negli ecosistemi di acque interne e marine e negli ecosistemi terrestri. Saranno analizzati (i) gli indicatori di qualità ambientale basati sulle caratteristiche dei diversi livelli di organizzazione bioecologica e (ii) le applicazioni dei metodi di lotta biologica negli agroecosistemi, di conservazione della biodiversità, dei servizi ecosistemici e di valutazione di impatto ambientale.

Prof. Loreto Rossi CV  

Group Leader: Prof. Loreto Rossi                                                           

CV synopsis

He is full professor of Ecology at the “Sapienza” University of Rome. He is biologist with three decades research experience in the field of trophic ecology with particular emphasis on food niche, food webs and decomposition in detritus-based systems. He was principal investigator in  pioneering studies concerning the relationships between plant detritus, microorganisms, detritivores, and fishes in water systems. At present the same research issues are addressed in terrestrial ecosystems. The principal focus of  Rossi’s research is biodiversity-functioning relationships in food web (multi-trophic communities), structured by both competition and consumer-resource  interactions, in which decomposition  measures the ecosystem functioning. The results obtained emphasize a number of  intriguing features about the detritus system:

(i) fungi colonising leaf detritus form a  mosaic of  food items crucial in the source partitioning among detritivorous species. This provides an ideal model system for investigating competition, food web and diversity-functioning relationships; (ii) the ratios between generalist/specialist phenotypes  of intermediate species in food chains explain the mean short chain length in the web  reconciling conflicting hypotheses; (iii) decomposition rates of leaf detritus are (geostatistically) spatial dependent;  this dependence is broken by disturbance providing “seascape” useful to monitor and manage brackish and inland water systems; (iv) Transgenic corn shows δ15N and δ13C different from its isogenic and this difference is reverberated to detritivores that can operate as indicators of transgenic crops in field.   The organization of biodiversity in food web is sensitive to Bt protein. (v) Predator influences the prey vagility and nutrient transferiment along food chain.

 He has published more than 180 scientific papers in national and international journals (Accademia Nazionale dei Lincei, Oikos, Evolution, Mycologia, Functional Ecology, Oecologia, Hydrobiologia, Marine Ecology Progress series, Tropical ecology, Aquatic Science, Aquatic conservation, Applied Soil Ecology, PlosOne, etc.) and is  responsible for  Italian versions of a number of university textbooks for ecology. He was visiting professor at UNC (North Carolina, USA-1979), and scientist at Glasgow and at Sheffield Universities (UK) (1983, 1985). Rossi has coordinated national and international research programmes in Italy and UK and numerous post-doctors/visiting professors have worked in his lab. He was the coordinator of doctorate courses in Fundamental Ecology and the tutor of 30 PhD students. At 1985 received the thalassography-hydrobiology award from the Accademia Nazionale dei Lincei. He has recently been the principal scientist in Miur-PRIN programs and European Community Programme on the biodiversity-functioning relationships. At present Prof. Rossi is studying food-webs in mangrove, water systems (Malaysia), agroecosystem based on transgenic corn crops  and Antarctic Sea climatic change effects using C and N stable isotopes. Geostatistical mapping of ecosystem functioning (i.e. decomposition) using satellite imagery was developed and applied to environmental impact assessment.  He is in the editorial board of Ecological Indicators and of  Ecological Processes. He was the principal proponent  of the master course in Ecobiology at Sapienza University of Rome.

Training and mentoring students:  I attempt to train students following my approach to research. The training for graduate students is based on the identification of important questions and learning how to go about answering them. Once the solutions are at hand, then we make a step back and look at how results fit into the relate theory. I think that the duality of  this approach encourages the depth of analysis and the breadth of perspective. I require students to study trophic ecology but not particular taxa. What I look for is a passion for ecology and for quantitative reasoning.

Prof. Maria Letizia Costantini

Dipartimento di Biologia Ambientale

Via dei Sardi 70 00185 Roma

Tel: 064991 7802

Fax: 06-

e-mail: marialetizia.costantini@uniroma1.it

CV SINOSSI

Laureata in Scienze Biologiche a Roma Sapienza è Dottore di Ricerca in Ecologia dal 1993 (Univ. Parma) ottenuto svolgendo ricerche comparative e manipolative sul campo riguardanti l’ecologia trofica di ambienti di transizione e fluviali. Nel 1998 vince un concorso per Ricercatore Universitario e nel 2000 risulta vincitrice del concorso nazionale per professore associato nel gruppo disciplinare BIO/07. Nel 2003 è stata chiamata dalla Facoltà di Sc.M.F.N dell’Università “La Sapienza” per ricoprire il ruolo di Professore Associato a tempo pieno nel raggruppamento disciplinare BIO/07. Nel 2006 supera il triennio di conferma. E’ socia della Società Italiana di Ecologia (SItE). Afferisce all’Area Didattica di Scienze Biologiche, coordina la Laurea Magistrale di EcoBiologia ed è docente di Ecologia (9cfu) e di Ecologia Applicata (6cfu) nella Laurea Triennale e di Complementi di Ecologia Applicata (6cfu) nella Laurea Magistrale nella Facoltà di Scienze M.F.N della “Sapienza” Università di Roma.

L’attività di ricercascientifica, svolta anche in U.K (Sheffield Univ.). e Portogallo (Coimbra Univ.), si è concentrata sui problemi relativi alla dinamica trofica degli ecosistemi acquatici, con particolare riguardo alle relazioni esistenti tra detrito, microrganismi e detritivori durante il processo di decomposizione biologica ed il trasferimento della materia attraverso le reti alimentari a base detrito. In questi ambiti sono state sviluppate originali metodiche volte (1) alla comprensione di processi ed interazioni ecologiche riguardanti l’ambiente bentonico lacustre e la lettiera di ecosistemi boschivi e (2) al monitoraggio da remoto delle caratteristiche funzionali degli ecosistemi. Le metodiche puntualizzate riguardano, in particolare, (a) lo studio delle interazioni trofiche con l’uso di isotopi radioattivi (P³²) e di isotopi stabili del Carbonio e dell’Azoto, (b) lo studio della competizione intra ed interspecifica, (c) l’analisi della fragilità ambientale e (d) i rapporti tra biodiversità e funzionamento della decomposizione in sistemi multi-trofici. Per affrontare le prime due tematiche (a e b) è stata sviluppata l’integrazione dell’analisi correlativa statica con l’analisi degli isotopi stabili; per la tematica c la ricerca si è concentrata su procedure di Change Detection Analysis che utilizzano gradienti temporali di immagini satellitari. L’attività scientifica è stata sviluppata nell’ambito di programmi di ricerca COFIN-MIUR, FIRB, ATENEO ed EUROPEI ed è documentata da numerose pubblicazioni a primo nome su riviste scientifiche internazionali e nazionali. Attualmente coordina unità operative di ricerca in ambiente marino costiero e nel programma Antartide.

ATTIVITA’ REDAZIONALE

Ha curato in collaborazione l’edizione italiana del libro di testo “Fondamenti di Ecologia” di E. P. Odum & G. W. Barrett – III edizione italiana – PICCIN.

Ha curato schede di Approfondimento inserite nella nuova edizione di “Fondamenti di ecologia” di W. P. Cunningham, M. A. Cunningham & B. W. Saigo – McGraw Hill.

Svolge attività di revisione per le riviste Hydrobiologia, Aquatic Sciences, Marine and Freshwater Research, Aquatic Ecology, Ecological Processess.