Curs 2011-2012

Ecologia (20347)

Titulació/estudi: grau en Biologia Humana
Curs: 2n
Trimestre: 3r
Nombre de crèdits ECTS: 4 crèdits
Hores dedicació estudiant: 100 hores
Llengua o llengües de la docència: català (pot haver-hi alguna classe en espanyol)
Professorat: Francesc Calafell, Urko Martínez i Elena Carnero

1. Presentació de l'assignatura

L'ecologia proporciona les bases per comprendre una espècie com a població i per fer recerca de les relacions entre una espècie i l'entorn biòtic i abiòtic. En aquest sentit, l'ecologia humana ha de posar els fonaments per comprendre els humans com a població i com una espècie en un medi natural. Les conseqüències que se'n deriven per a la recerca biomèdica són molt clares, i un exemple molt evident és la comprensió de la malaltia infecciosa entesa com una relació hoste-paràsit, condicionada a més pel tipus de relació amb el medi i la demografia. Aquesta perspectiva s'ha plasmat en el projecte docent dividint el programa en dues parts: d'una banda, la que es basa en una ecologia que podríem anomenar clàssica, en què es tracta el funcionament de la biosfera, l'ecologia de les poblacions i l'estructura i la dinàmica de les comunitats d'organismes. Dins d'aquesta primera part, es posa un èmfasi especial en la població com a nivell organitzatiu superior a l'organisme, un nivell que té repercussions en tots els altres nivells organitzatius de la vida i que pràcticament no es tracta en cap altra assignatura del grau. També s'hi emfasitza la visió quantitativa de la natura i el modelatge matemàtic dels processos biològics, d'interès transdisciplinari. D'una altra banda, l'aprenentatge s'orienta cap a una ecologia humana, en què es tracten els mètodes en demografia (és a dir, ecologia de poblacions humanes), la història demogràfica de la humanitat i les seves conseqüències per al present de l'espècie i, finalment, tots els grans biomes del planeta, cadascun en dues parts: l'estructura natural del bioma i els humans en aquell bioma (en termes específics de subsistència, adaptacions i salut). L'assignatura acaba amb una anàlisi detallada de la interacció actual entre els humans i la biosfera i els problemes que causa, amb l'objectiu que els estudiants situïn dins del camp de la ciència i la racionalitat allò que sovint és poca cosa més que un discurs emotiu dels mitjans de comunicació i dels polítics.

2. Competències a assolir

2.1. Competències generals:

2.1.1. Competències instrumentals
* Observació de fenòmens a partir de registres de dades
* Comparació i anàlisi de dades
* Classificació i síntesi de dades
* Representació de fenòmens (diagrames, esquemes, mapes)
* Interpretació i inferència de fenòmens: formulació i verificació d'hipòtesis
* Comunicació escrita en la llengua pròpia, amb el rigor propi del llenguatge científic

2.1.2. Competències interpersonals
* Treball en equip: cooperació i divisió de tasques

2.1.3. Competències sistèmiques
* Respecte per la natura
* Ús dels coneixements científics adquirits per esdevenir un ciutadà actiu, informat, crític i formador d'opinió
* Ordre, cura, pulcritud en el treball pràctic

2.2. Competències específiques:

* Esquematització del flux d'energia en els ecosistemes
* Identificació de l'estructura general d'un cicle biogeoquímic, exemplificat amb els cicles del carboni, l'oxigen, el nitrogen, el fòsfor i el sofre
* Comprensió de la utilitat i les limitacions dels models en biologia quantitativa, i en particular en ecologia de poblacions
* Maneig dels models de creixement exponencial i logístic, de Lotka i Volterra, i de competència
* Comprensió de l'organització d'un ecosistema, de la seva estructura en l'espai i dels seus canvis en el temps
* Anàlisi dels principals processos demogràfics (naixement, migració, defunció) amb els instruments que s'usen per mesurar-los
* Coneixement de la història demogràfica de la humanitat, de les seves principals fases i transicions entre elles, i de la seva repercussió en la salut
* Coneixement de l'estructura física i biòtica dels principals biomes de la Terra
* Identificació de les adaptacions humanes lligades a aquests biomes i dels patrons de salut i malaltia
* Consciència i priorització de les interaccions entre els humans i la biosfera

3. Continguts

Classes magistrals

1. Introducció general a l'ecologia i a l'assignatura

2. La producció primària
La radiació solar. La fotosíntesi. Captació de la llum: pigments fotosintètics. Producció primària neta i bruta. Productivitat i rendiment de la fotosíntesi. Factors limitants.

3. Producció i organització tròfica en els sistemes marins, lacustres i fluvials

4. Producció en els sistemes terrestres
La coberta vegetal. Índex foliar. Producció i ús eficient de l'aigua.

5. La producció secundària
Contingut en energia, proteïnes, oligoelements i vitamines dels diferents tipus d'aliments. Estratègies d'obtenció de l'aliment: osmotròfia i fagotròfia. Micròfags i macròfags.

6. Xarxes tràfiques
Flux d'energia en l'ecosistema. Components de l'eficiència energètica.

7. La descomposició i el reciclatge dels materials en la natura
Detritívors. El sòl.

8. Cicles biogeoquímics (I)
El cicle del carboni. El cicle del nitrogen.

9. Cicles biogeoquímics (II)
El cicle del fòsfor. El cicle del sofre.

10. Les poblacions
Estructura de les poblacions. Estimació de la grandària poblacional. Distribució de la població en l'espai. Dispersió.

11. Dinàmica de les poblacions
Competència intraespecífica. Model de creixement exponencial. Model de creixement regulat: creixement logístic. Reguladors del creixement: recursos, densitat.

12. Depredació
Modelatge senzill de la depredació: el model de Lotka i Volterra.

13. Competència entre espècies
Models logístics de competència.

14. Altres tipus de relacions entre espècies
Comensalisme. Mutualisme. Simbiosi. Relacions no tròfiques.

15. Parasitisme
Tipus de paràsits. Evolució de la virulència: de la malaltia aguda a l'explotació no traumàtica. Interacció amb el vector i amb el comportament humà.

16. El concepte de nínxol ecològic
Estructura i tipus de comunitats. L'inventari. Relacions ecològiques entre espècies. Requeriments ecològics: especialistes versus generalistes.

17. La diversitat
La seva mesura i la seva significació. Espectres de diversitat.

18. Organització espacial
Gradients i ecotons. Fronteres. La fragmentació dels hàbitats. Impacte en conservació. Illes.

19. Successions
Regularitats en les successions. Successió i explotació humana. Successió i evolució. Fluctuacions.

20. La forma
Relació superfície-volum. Fronteres i interfases. Fractals.

Seminaris

1. Introducció a la demografia estadística
Fonts i mètodes. Estructura de la població per edat i sexe. Piràmide de població. Anàlisi i interpretació. Dinàmica. Mortalitat. La taula de mortalitat. Esperança de vida. Mortalitat infantil.

2. Natalitat
Fecunditat. Determinants biològics i socials del nombre de fills per dona. Migració. Saldos migratoris. Impacte de la migració sobre l'estructura de la població. Paleodemografia: mètodes. Nombre total d'individus: estimacions directes i indirectes. Determinació del sexe. Determinació de l'edat.

3. Problemes de demografia (I)
Càlcul pràctic d'índexs i taxes de natalitat, mortalitat, esperança de vida. Interpretació de piràmides de població.

4. Problemes de demografia (II)
Fecunditat. Taula de mortalitat.

5. Història demogràfica de les poblacions humanes
Els caçadors-recol·lectors. La revolució neolítica. Salut i malaltia després de la revolució neolítica. Del neolític a la revolució industrial. La transició demogràfica a Europa. L'expansió migratòria europea. La transició demogràfica als països subdesenvolupats. La caiguda de la natalitat al Tercer Món.

6. Els humans en els ecosistemes
Els tròpics humits. Salut i malaltia a la selva tropical. Les praderies seques. Salut i malaltia a la sabana. Els deserts. Salut i malaltia en els deserts. Els modes de subsistència al desert. L'ecosistema àrtic. Salut i malaltia a l'Àrtic. L'ecosistema de muntanya. Adaptacions anatòmiques i fisiològiques a la hipòxia. El medi urbà. Les malalties del món desenvolupat.

7. Impactes humans sobre la biosfera
Flux d'energia, cicles biogeoquímics, diversitat.

8. Les actituds individuals davant el canvi mediambiental
Què vol dir "ecològic"? Què és més i menys "ecològic"?

Pràctiques

1. Representació de dades en l'espai
Cartografia digital. (3 h)

2. Models en ecologia de poblacions. (3 h)

3. Treball de camp: pertorbació i regeneració en un bosc mediterrani. (5 h)

4. Anàlisi de les dades recollides al camp. (3 h)

5. La forma: visita a Cosmocaixa. (2 h)

4. Avaluació

L'avaluació constarà de cinc instruments:
1. Preguntes d'elecció múltiple a la prova general trimestral. S'hi posarà èmfasi en el coneixement factual i contribuiran en un 35% a la nota final.
2. Preguntes d'assaig breu. S'hi avaluarà la capacitat de raonament i la integració dels coneixements adquirits. Inclouran problemes i altres coneixements adquirits a les pràctiques. Contribuiran en un 35% a la nota total.
3. Presentació d'un informe relatiu a les pràctiques 3 i 4. Contribuirà en un 20% a la nota final. Els continguts de les pràctiques 1 i 2 s'avaluaran a les PEM i a l'assaig.
4. Avaluació contínua. Als seminaris 2, 5, 6 i 7 es faran preguntes d'elecció múltiple, que contribuiran en un 10% a la nota final.
5. Avaluació formativa. A mig trimestre, hi haurà un examen que contindrà PEM i assaig. Si se supera, s'afegirà un increment a la nota final, que augmentarà linealment de 0,25 (amb una nota de 5 a l'avaluació formativa) a 0,5 (per a un 10).

5. Bibliografia i recursos didàctics

5.1. Bibliografia bàsica

Folch, R. (ed.). Biosfera. Barcelona: Enciclopèdia Catalana, 1993.
Livi-Bacci, M. Introducción a la demografia. Barcelona: Ariel, 1993.
Margalef, R. Ecología. Barcelona: Omega, 1986.
Ricklefs, R. E. Ecology. Nova York: Freeman and Co., 2000.
Smith, R. L.; Smith, T. M. Ecología. Madrid: Addison Wesley, 2007.

5.2. Bibliografia complementària

Cavalli-Sforza, L. L.; Piazza, A.; Menozzi, P. History and geography of human genes. Princeton: Princeton University Press, 1994.
Crosby, A. W. Imperialismo ecológico. Barcelona: Crítica, 1999.
Livi-Bacci, M. Historia mínima de la población mundial. Barcelona: Ariel, 1990.
Margalef, R. Ecología. Barcelona: Planeta, 1992.
Margalef, R. Planeta azul, planeta verde. Barcelona: Prensa Científica, 1992.
Margalef, R. Teoría de los sistemas ecológicos. Barcelona: Publicacions de la Universitat de Barcelona, 1993.
McElroy, A.; Townsend, P. K. Medical anthropology in ecological perspective. Boulder: Westview Press, 1996.
Moran, E. F.; Gillett-Netting, R. Human adaptability. Boulder: Westview Press, 2000.
Rockwell, R. (ed.). The Cambridge world history of human disease. Cambridge: Cambridge University Press, 1993.
Terradas, J. Ecologia urbana. Barcelona: Generalitat de Catalunya, 2001.

5.3. Recursos didàctics

* Pàgina de l'assignatura a l'Aula Global Moodle, en què els estudiants trobaran les introduccions a cada tema, les presentacions gràfiques i, en el cas dels seminaris, els textos complets.

* Pàgines web externes:

http://www.kimvdlinde.com/professional/popdyn/index.html
http://darwin.eeb.uconn.edu/simulations/simulations.html
http://www.whfreeman.com/ricklefsmiller/content/instructor/index.htm
http://ichn.iec.cat/Bages/principal.htm
http://sigpac.mapa.es/fega/visor/
http://www.idescat.cat/
http://www.gapminder.org/
http://unstats.un.org/unsd/cdb_discontinued/cdb_discontinued.asp

6. Metodologia

La docència de l'assignatura consta de classes magistrals, de seminaris i de pràctiques. Els seminaris s'imparteixen en grups reduïts, i contenen dos tipus d'activitats: tutories i resolució de problemes. Les tutories són espais en què els estudiants poden preguntar i discutir sobre els temes que se'ls proposen per a l'autoaprenentatge. Hi trobaran els textos que han de llegir i les preguntes d'autoavaluació a l'Aula Global Moodle; disposaran d'una setmana per preparar els temes, al final de la qual aniran a la sessió de tutoria. Les sessions de problemes consisteixen en la resolució guiada de problemes de demografia, i interpretació i discussió conjunta dels resultats. En les pràctiques, els estudiants exploren recursos de cartografia digital i de simulació en ecologia de poblacions. A més, en una sortida de camp, mesuren i interpreten l'estadi de successió en un bosc mediterrani afectat per un incendi. Aquesta activitat es completa amb una sessió a l'aula d'informàtica, en què els estudiants treballen de manera autònoma i en equip sobre les dades recollides al camp. Finalment, i com a complement del tema sobre la forma en el món viu, es fan activitats implementades sobre l'exposició fixa al Cosmocaixa sobre aquest tema.

7. Programació d'activitats

Setmana 1. Classes magistrals (1-6). Pràctica 1
Setmana 2. Classes magistrals (7-12). Pràctica 2
Setmana 3. Classes magistrals (13-17). Pràctica 3
Setmana 4. Classes magistrals (18-20). Pràctica 4
Setmana 5. Seminari 1. Avaluació formativa
Setmana 6. Seminaris 2 i 3
Setmana 7. Seminaris 4 i 5
Setmana 8. Seminari 6
Setmana 9. Seminari 7. Pràctica 5. Lliurament del treball de les pràctiques 3 i 4
Setmana 10. Seminari 8
Setmanes 11 i 12. Estudi
Setmanes 12 i 13. Avaluació PEM i assaig