Μοριακή Οικολογία και Γενετική της Διατήρησης

ΚΩΔΙΚΟΣ: BEE713

  • Διδάσκοντες
Σωτηρόπουλος Κωνσταντίνος
(Αναπληρωτής Καθηγητής)
  • Θεωρία: 2 ώρες/εβδομάδα
  • Εργαστήριο: 3 ώρες/εβδομάδα
  • Πιστωτικές μονάδες (ECTS): 5
  • Διδακτικές μονάδες: 5
  • Εβδομαδιαίες ώρες διδασκαλίας: 5
Γλώσσα/ες διδασκαλίας:
Ελληνικά
ERASMUS: Δεν προσφέρεται για ERASMUS
Τρόπος παράδοσης: Πρόσωπο με πρόσωπο
Χρήση Τ.Π.Ε.:
  • Εξειδικευμένο λογισμικό ανάλυσης γενετικών δεδομένων
  • Υποστήριξη Μαθησιακής διαδικασίας μέσω της ηλεκτρονικής πλατφόρμας e-course
Δείτε το στο ecourse

Περιεχόμενα μαθήματος

  • Θεωρία μαθήματος
  • Η μοριακή βιολογία και η γενετική στην εξελικτική οικολογία – Ιστορική αναδρομή – Μοριακές τεχνικές στην οικολογία – Σύγχρονες τάσεις
  • Μοριακοί δείκτες – χαρακτηριστικά, ιδιότητες, εφαρμογές
  • Γενετική ανάλυση πληθυσμών – Ανάλυση ενός πληθυσμού – Δείκτες γενετικής ποικιλότητας – Δραστικό μέγεθος πληθυσμού
  • Παράγοντες που επηρεάζουν τη γενετική ποικιλότητα – Φυσική επιλογή – Γενετική παρέκκλιση – Στενωποί – Αναπαραγωγικά συστήματα
  • Ποικιλότητα μεταξύ των πληθυσμών – Πληθυσμιακή υποδιαίρεση – Συντελεστές F – Γονιδιακή ροή – Απομόνωση λόγω απόστασης
  • Τοπιακή γενετική – Επίδραση των χαρακτηριστικών του τοπίου στη δομή και οργάνωση της γενετικής ποικιλότητας – Φράγματα στη γονιδιακή ροή – Κατακερματισμός – Μεταπληθυσμοί
  • Ενδο-ειδικές φυλογένειες – Φυλογεωγραφία – Μοριακοί δείκτες στη φυλογεωγραφία – Μοριακά ρολόγια – Φυλογενετικά δέντρα – Συγκριτική και εφαρμοσμένη φυλογεωγραφία
  • Γενετική της διατήρησης – Περιγραφή και οργάνωση της γενετικής ποικιλότητας – Απώλεια της γενετικής ποικιλότητας στους μικρούς πληθυσμούς – Ενδογαμία – Γενετικά βιώσιμοι πληθυσμοί – Καθορισμός διαχειριστικών μονάδων – Γενετική διαχείριση άγριων πληθυσμών – Επανεισαγωγές – Μετεγκαταστάσεις – Γενετική διαχείριση ειδών και πληθυσμών σε αιχμαλωσία – Γενετική των απειλούμενων και των εισβλητικών ειδών
  • H Γενωμική στην οικολογία και στη διατήρηση (ecological genomics – conservation genomics) – Προσαρμοστική γενετική ποικιλότητα
  • Εργαστηριακές ασκήσεις
  • Αλληλουχίες DNA – Έλεγχος – Στοίχιση – Βάσεις δεδομένων – GenBank – BLAST
  • Γονοτύπιση – Καταγραφή γονοτύπων από μικροδορυφορικά δεδομένα
  • Περιγραφή και οργάνωση της γενετικής ποικιλότητας – Ανάλυση πληθυσμιακών δεδομένων
  • Γενετική διάρθρωση πληθυσμών – Εκτίμηση πρόσφατης γονιδιακής ροής και ρυθμού μετανάστευσης
  • Διερεύνηση εξελικτικών σχέσεων – Φυλογενετική ανάλυση αλληλουχιών mtDNA
  • Ταυτοποίηση και χαρακτηρισμός άγνωστων δειγμάτων
  • Γενετική της Διατήρησης – Μετεγκαταστάσεις σε ζωικούς πληθυσμούς
  • Εκτίμηση πληθυσμιακού μεγέθους με τη χρήση γενετικών δεδομένων

Μαθησιακά αποτελέσματα

Οι σημαντικές αλλαγές που συμβαίνουν σε παγκόσμια κλίμακα κατά τις τελευταίες δεκαετίες, όπως η παγκόσμια κλιματική αλλαγή και η συνεχώς διογκούμενη επιβάρυνση του περιβάλλοντος από τις ανθρώπινες δραστηριότητες, θέτουν καθημερινά σε κίνδυνο υποβάθμισης ή/και εξαφάνισης της βιοποικιλότητας του πλανήτη μέσω της υποβάθμισης και κατακερματισμού των οικοσυστημάτων, των τοπικών εξαφανίσεων ζωικών και φυτικών ειδών, την εμφάνιση και διασπορά παθογόνων ασθενειών κλπ. Το επιστημονικό πεδίο της Μοριακής Οικολογίας αποτελεί ένα ταχύτατα αναπτυσσόμενο ερευνητικό πεδίο και χρησιμοποιεί ‘εργαλεία’ της μοριακής βιολογίας στη διερεύνηση και κατανόηση των οικολογικών και εξελικτικών διεργασιών που συμβαίνουν μέσα στους φυσικούς πληθυσμούς, τα είδη και τις βιοκοινωνίες. Σημαντικό ‘συστατικό’ της μοριακής οικολογίας αποτελεί η Γενετική της Διατήρησης η οποία αποτελεί στην πράξη εφαρμογή της γενετικής στη διατήρηση των ειδών ως δυναμικών ενοτήτων ικανών να ανταπεξέλθουν στις περιβαλλοντικές αλλαγές. Πραγματεύεται τη γενετική διαχείριση μικρών πληθυσμών, την επίλυση ταξινομικών αβεβαιοτήτων, τον καθορισμό διαχειριστικών μονάδων μέσα στα είδη, ενώ χρησιμοποιεί μοριακές αναλύσεις στην ιατροδικαστική και στην κατανόηση της βιολογίας των ειδών.
Το μάθημα έρχεται να ‘γεφυρώσει’ τα επιστημονικά πεδία της μοριακής βιολογίας και της γενετικής με εκείνα της εξελικτικής οικολογίας και της βιολογίας της διατήρησης, στοχεύοντας στην εισαγωγή του φοιτητή στη χρήση μεθόδων και τεχνικών της μοριακής βιολογίας και της γενετικής στη διερεύνηση και επίλυση οικολογικών ζητημάτων και στο σχεδιασμό διαχειριστικών στρατηγικών για την άγρια ζωή.

Με την ολοκλήρωση του μαθήματος οι φοιτητές θα είναι σε θέση να κατανοούν τις διεργασίες και τους παράγοντες που διαμορφώνουν τις κατανομές των ειδών καθώς και τα γενετικά χαρακτηριστικά των φυσικών πληθυσμών, να επιλέγουν τις κατάλληλες μεθόδους και τεχνικές ανάλογα με το ερώτημα που τίθεται, να αναλύουν πρωτογενή δεδομένα με τη χρήση εξειδικευμένων λογισμικών και να ερμηνεύουν τα αποτελέσματα προς την κατεύθυνση της αξιολόγησης της κατάστασης διατήρησης των φυσικών πληθυσμών και της διατύπωσης προτάσεων και δράσεων αντιμετώπισης κινδύνων για τη βιολογική ποικιλότητα.

Γενικές ικανότητες

  • Αναζήτηση, ανάλυση και σύνθεση δεδομένων και πληροφοριών, με τη χρήση και των απαραίτητων τεχνολογιών
  • Αυτόνομη εργασία
  • Ομαδική εργασία
  • Εργασία σε διεπιστημονικό περιβάλλον
  • Σεβασμός στο φυσικό περιβάλλον

Οργάνωση διδασκαλίας

  • Διαλέξεις: 26
  • Εργαστηριακές ασκήσεις: 30
  • Ανάλυση και παρουσίαση επιστημονικού άρθρου (ατομική εργασία): 10
  • Συγγραφή αναφοράς εργαστηριακών ασκήσεων σε εβδομαδιαία βάση: 20
  • Αυτοτελής μελέτη: 40

Σύνολο Μαθήματος : 126

Αξιολόγηση φοιτητών

Ι. Γραπτή τελική εξέταση (60%) που περιλαμβάνει:

  • Ερωτήσεις πολλαπλής επιλογής
  • Ερωτήσεις σύντομης απάντησης
  • Ερωτήσεις κρίσεως
  • Πρακτική εξέταση – επίλυση προβλημάτων με τη χρήση λογισμικών ανάλυσης πρωτογενών δεδομένων – ερμηνεία αποτελεσμάτων και εξαγωγή συμπερασμάτων – διατύπωση προτάσεων

ΙΙ. Παρουσίαση ατομικής εργασίας - σεμιναρίου (20%)

ΙΙΙ. Επίδοση στις εργαστηριακές ασκήσεις και αξιολόγηση των εργαστηριακών αναφορών (20%)

Συνιστώμενη βιβλιογραφία

Προτεινόμενη Βιβλιογραφία

  • Beebee, T. & Rowe, G. – An introduction to Molecular Ecology. Oxford University Press.
  • Frankham, R., Ballou, JD. & Briscoe, DA. – Introduction to Conservation Genetics. Cambridge University Press.
  • Freeland, J.R., Kirk, H. & Petersen, S.D. - Molecular ecology. Wiley-Blackwell.
  • Pianka E.R. - Εξελικτική Οικολογία. Πανεπιστημιακές Εκδόσεις Κρήτης.

Συναφή επιστημονικά περιοδικά

  • Molecular Ecology (http://onlinelibrary.wiley.com/journal/10.1111)
  • Conservation Genetics (http://www.springer.com/life+sciences/ecology/journal/10592)

Προαπαιτούμενα μαθήματα

Εξελικτική Βιολογία