Sixth extinction (Leaky)
Make wild collection sustainable!
Only a few hundred MAP
species are commercially
cultivated.

Most MAP species are now – and will continue to be – wild
collected!

Cultivation cannot be the principal solution to over-harvesting!
Genetica Agraria (4 CFU)
Docente Dott. Alessio Malcevschi Tel.: 5049
Orario Lezioni
lunedì 14.30-15.30
Martedì 14.30-16.30
TESTI CONSIGLIATI
1)GENETICA AGRARIA – Lorenzetti, Ceccarelli e Veronesi. Patron
Editore Bologna
2)CORSO DI MIGLIORAMENTO GENETICO DELLE PIANTE
AGRARIE -Panella. Edagricole
3)BIOCHIMICA AGRARIA – Scarponi. Patron Editore Bologna
4)BIOLOGIA EVOLUZIONISTA – Futuyuma. Zanichelli Editore
5) GENETICA E GENOMICA-Barcaccia e Falcinelli. Liguori Editore
6) CONSERVATION GENETICS- Frankham, Ballou and BriscoeCambridge University Press
Modalità di esame: Test a risposta multipla
The 25 Biodiversity Hotspots
1. Tropical Andes
2. Mesoamerica
3. Caribbean
4. Brazil's Atlantic Forest
5. Choco/Darien/Western
Ecuador
6. Brazil's Cerrado
7. Central Chile
8. California Floristic Province
9. Madagascar
10. Eastern Arc and Coastal
Forests of Tanzania/Kenya
11. Western African Forests
12. Cape Floristic Province
13. Succulent Karoo
14. Mediterranean Basin
15. Caucasus
16. Sundaland
17. Wallacea
18. Phillipines
19. Indo-Burma
20. South-Central China
21. Western Gnats/Sri Lanka
22. SW Australia
23. New Caledonia
24. New Zealand
25. Polynesia/Micronesia
BIODIVERSITA’ (definizione incompleta)
La ricchezza della vita sulla terra. I milioni di
specie di piante, animali, microorganismi, i
geni che essi contengono, i complessi ecosistemi
che essi costituiscono nella biosfera
In ecologia si definisce Biosfera (o ecosfera) l'insieme delle zone del
pianeta Terra (unico luogo ove sia nota l'esistenza di esseri viventi) in
cui le condizioni ambientali permettono lo sviluppo della vita. Queste
zone in cui si sviluppa la vita, che si pensa sia nata almeno 3,5
miliardi di anni fa, includono la litosfera (sottosuolo e superficie
terrestre), l'idrosfera (le acque marine, lacustri e fluviali), ed i primi
strati dell'atmosfera (fino ad una altitudine di ca. 10 Km)
L'ipotesi Gaia è una teoria formulata per la prima volta dallo scienziato inglese James
Lovelock nel 1979 in "Gaia. A New Look at Life on Earth" Nella sua prima formulazione
l'ipotesi Gaia, che altro non è che il nome del pianeta vivente, si basa sull'assunto che gli
oceani, i mari, l'atmosfera, la crosta terrestre e tutte le altre componenti geofisiche del pianeta
terra si mantengano in condizioni idonee alla presenza della vita proprio grazie al
comportamento degli organismi viventi. Ad esempio la temperatura, lo stato d'ossidazione,
l'acidità, la salinità e altri parametri chimicofisici fondamentali per la presenza della vita sulla
terra presentano valori costanti. Questa omeostasi è l'effetto dei processi di feedback attivo
svolto in maniera autonoma e inconsapevole dal biota. Inoltre tutte queste variabili non
mantengono un equilibrio costante nel tempo ma evolvono in sincronia con il biota. Quindi i
fenomeni evoluzionistici non riguardano solo gli organismi o l'ambiente naturale, ma l'intera
Gaia. Il sistema Gaia, che non è identificabile né con il termine biosfera, né con biota, che
sono solo due elementi che la compongono, comprende invece: organismi viventi che
crescono e si riproducono sfruttando ogni possibilità che l'ambiente concede.


Organismi soggetti alle leggi della selezione naturale darwiniana.
Organismi che modificano costantemente il loro ambiente chimicofisico, cosa che avviene
costantemente come semplice effetto di tutti quei processi fondamentali per la vita, come la
respirazione, la fotosintesi ecc.
Fattori limitanti che stabiliscano i limiti superiori ed inferiori della vita. L'ambiente può presentare
temperature eccessivamente alte o basse per l'affermarsi della vita in un dato ambiente. Stesso discorso
per le concentrazioni di sali, minerali, composti chimici ecc
Photosynthesis and the biosphere
Photosynthesis probably preceded respiration on the planet: Original atmosphere had
mostly CO2. Almost 3 billion years ago algae and photosynthetic bacteria began fixing
atmospheric CO2 and releasing oxygen. Atmosphere has now 21% oxygen, mostly
derived from plant photosynthesis; 0.037% is the atmospheric concentration of CO2.
Plants established the ozone layer. Photosynthesis makes life possible and strongly
influences the composition of the atmosphere and the climate on earth – animal life only
developed after plants had produced an oxygenic atmosphere
.
Plants fix CO2 (carbon dioxide) into C-C chemical bonds to make carbohydrates
(sugars). A unique enzyme (Rubisco), the main protein from leaves, carries this
reaction
Plants take minerals and water from the soil and make everything else
from light and CO2
CO2 sequestered, Oxygen evolves and energy is trapped as
ATP and NADPH
Sunlight + 6 CO2 + 6H2O  C6H12O6 + 6O2
200 billion tons of CO2 is converted to biomass each year Respiration oxidizes C-C
in glucose releasing energy (ATP), CO2 and water
Discorso di un capo indiano al presidente Grant (1858)
Non esiste un luogo tranquillo nelle città dell'uomo bianco. Un luogo in cui ascoltare il mormorio delle foglie a
primavera, o il fruscio delle ali degli insetti. Solo il rumore, che è un insulto per le orecchie. Ma forse è perché
io sono un selvaggio e non comprendo. E che cosa diventa la vita se l'uomo non può ascoltare il grido solitario
dell'uccello notturno o il gracidio delle rane nello stagno?Io sono un pellerossa e non capisco.. Io sono un
selvaggio e non capisco altri sistemi. Ho visto migliaia di bufali putrefatti nella prateria, uccisi dall'uomo bianco
che sparava da un treno in corsa. Io sono un selvaggio e non capisco come il fumoso cavallo di ferro possa
essere più importante del bufalo che noi uccidiamo solo per sopravvivere. Che cosa è l'uomo senza gli
animali? Se non ce ne fossero più gli indiani morirebbero di solitudine. Perché quanto accade agli animali,
presto accade agli uomini.Tutte le cose sono connesse. Dì ai tuoi figli che questa terra è ricca della vita della
nostra stirpe. Insegna ai tuoi figli quello che noi abbiamo insegnato ai nostri, che la terra è nostra madre.
Nemmeno il bianco, il cui Dio cammina e parla con lui come se fosse suo amico, può esimersi dal destino
comune. La terra è preziosa per lui, e danneggiare la terra vuol dire disprezzare il Creatore. Anche i bianchi
passeranno, forse più presto delle altre tribù. Continua a contaminare il tuo letto e una notte soffocherai nei
tuoi stessi rifiuti.Dunque, se ti vendiamo la nostra terra, amala come l'abbiamo amata noi. Prenditene cura
come ce ne siamo presi noi. Tieni in mente il ricordo della terra com'era quando l'hai presa e conservala per i
tuoi figli con tutta la tua forza, con tutta la tua mente, con tutto il tuo cuore>>.
Genesi (1,24-31)
24 Dio disse: «La terra produca esseri viventi secondo la loro specie: bestiame, rettili e bestie selvatiche
secondo la loro specie». E così avvenne:
25 Dio fece le bestie selvatiche secondo la loro specie e il bestiame secondo la propria specie e tutti i rettili
del suolo secondo la loro specie. E Dio vide che era cosa buona.
26 E Dio disse: «Facciamo l'uomo a nostra immagine, a nostra somiglianza, e domini sui pesci del mare e
sugli uccelli del cielo, sul bestiame, su tutte le bestie selvatiche e su tutti i rettili che strisciano sulla terra».
27 Dio creò l'uomo a sua immagine; a immagine di Dio lo creò; maschio e femmina li creò.
28 Dio li benedisse e disse loro: «Siate fecondi e moltiplicatevi, riempite la terra; soggiogatela e dominate sui
pesci del mare e sugli uccelli del cielo e su ogni essere vivente, che striscia sulla terra».
29 Poi Dio disse: «Ecco, io vi do ogni erba che produce seme e che è su tutta la terra e ogni albero in cui è il
frutto, che produce seme: saranno il vostro cibo.
30 A tutte le bestie selvatiche, a tutti gli uccelli del cielo e a tutti gli esseri che strisciano sulla terra e nei quali
è alito di vita, io do in cibo ogni erba verde». E così avvenne.
31 Dio vide quanto aveva fatto, ed ecco, era cosa molto buona. E fu sera e fu mattina: sesto giorno
Biodiversity levels
•There is a consensus among population
geneticists that heterozygosity, or high genetic
variation within individuals or populations, is
positively related to fitness
Come lo studio della genetica può essere utilizzato
per minimizzare il rischio di estinzione di una specie
• Identificazione di popolazioni a rischio genetico e
minimizzazione dell’in-incrocio (inbreeding)
•Analisi flusso genico tra popolazioni contigue
•Risoluzione incertezze tassonomiche
•Identificazione di possibili ibridazioni con altre specie
•Campionamento non distruttivo
•Identificazione siti di re-introduzione
•Scelta della migliore popolazione per la re-introduzione
•Analisi forense
•Migliore comprensione di alcuni aspetti biologici rilevanti per
la fitness
Inbreeding ad un locus con 4 alleli
Heterozygosity is the measure of genetic variation
within a population and is closely linked to the
long term survival chances of a population.
Heterozygosity refers to the number of genetic
options available within a population at a single
address on the chromosome. The amount of
heterozygosity or genetic variation begins to
decrease at an accelerated rate, once the effective
size of the population (Ne) falls below 100 (bottom
plot) according to the equation Ht = H0(1-1/2N)t
where H(t) is heterozygosity after t generations,
H(0) initial heterozygosity, N(t) effective
population size (Genetic drift or random
fluctuations in allele frequencies due to chance
events).Upper plot shows how heterozygosity
change according to the mating type(H=1/2expN)
where N is number of crossing
Misura della variabiltà genetica mediante marcatori (genetici)
Caratteristiche ideali di un marcatore molecolare (carattere determinato
solo da una sequenza genica sia che essa sia codificante o meno)
• Polimorfico
•espressione stabile
•facile determinazione
•ereditabile in maniera semplice
•codominante
•riproducibile entro e tra laboratori
•applicabile a specie diverse
•basato su proteine o DNA
Allozyme and electrophoretic variation
• Enzymes that are encoded by one allele at a
single locus.
• Base sequence variation of that locus can
differ the enzyme's amino acid sequence.
• These enzymes (allozymes) with different
amino acid sequence can be functionally
identical, but differ in electrophoretic
mobility.
• Allozyme variation indicates genetic
variation.