Curricula formativi

Dottorato di ricerca in Etologia, Ecologia Animale e Antropologia (XXV ciclo)

Il Corso di Dottorato si articolerà secondo 5 principali linee per un totale di 7 curricula:

A. Organizzazione del comportamento sociale

A1. Organizzazione ed evoluzione delle società degli Insetti
A2. Organizzazione sociale dei Vertebrati

B. Organizzazione spazio-temporale del comportamento

B1. Aspetti spaziali del comportamento: home range, migrazioni, meccanismi di orientamento e navigazione negli invertebrati e nei Vertebrati
B2. Aspetti temporali del comportamento: significato adattativo e meccanismi fisiologici dei ritmi di attività negli invertebrati e nei Vertebrati

C. Aspetti energetici ed implicazioni funzionali dell'adattamento comportamentale 

D. Tecniche di genetica molecolare applicate alla Etologia ed Ecologia animale 

E. Evoluzione molecolare, morfologico - funzionale nei primati non umani e nell'uomo 

Il carattere integrato dei programmi di ricerca risulta dal fatto che lo studio dei determinanti ecologici del comportamento animale, primati non umani e uomo inclusi, è sempre strettamente legato allo studio dei meccanismi fisiologici. Ne risulta una effettiva integrazione tra lo studio delle cause prossime e delle cause remote. Le specie animali studiate sono scelte in gruppi tassonomici diversi sia per la indubbia utilità di una comparazione, sia in funzione dei differenti tipi di indagine. 

Curriculum A1: Organizzazione ed evoluzione delle società degli Insetti

Le ricerche riguardano a) l'origine e l'evoluzione dei meccanismi etofisiologici sottesi alla organizzazione protosociale ed eusociale degli Insetti, e b) i fenomeni di biocomunicazione.
Queste indagini vengono condotte su varie specie italiane ed esotiche di Imenotteri. Per quanto riguarda il punto (a) gli obiettivi di maggior rilievo sono la conoscenza dei fenomeni di aggregazione, la regolazione della struttura delle società, l'attività di fondazione, i fenomeni di parassitismo sociale e di schiavismo inter- e intraspecifico. Per il punto (b) viene analizzata la comunicazione acustica e chimica al livello morfologico e chimico, in relazione all'organizzazione del comportamento sociale, alla difesa della colonia, allo sfruttamento delle risorse e ai fenomeni di aggregazione.

Curriculum A2: Organizzazione sociale dei Vertebrati

Le ricerche si inquadrano nel campo dei meccanismi neuroendocrini di regolazione del comportamento nei Vertebrati, con particolare riguardo ai comportamenti sociali e al loro significato adattativo. Oggetto delle ricerche, condotte in laboratorio e in natura, sono varie specie di Vertebrati, dai Pesci ai Mammiferi.
Obiettivo della ricerca è una migliore conoscenza dell'effetto del testosterone sulla costellazione di parametri morfofisiologici che hanno influenza sulla fitness individuale e, in particolare, sui caratteri sessuali secondari maschili che influenzano la scelta sessuale femminile. Nei roditori viene studiato l'effetto della somministrazione perinatale di mimi estrogenici diffusi nell'ambiente, che potrebbero avere effetti sulla regolazione endocrina e sui comportamenti sociosessuali, anche nell'uomo. Ancora in rapporto alla riproduzione, vengono studiati, nel settore della comunicazione acustica dei Vertebrati, i parametri sonografici importanti ai fini della selezione sessuale e del riconoscimento individuale.

Curriculum B1: Aspetti spaziali del comportamento: home range, migrazioni, meccanismi di orientamento e navigazione negli invertebrati e nei Vertebrati

Le ricerche riguardano vari aspetti eto-fisiologici ed eto-ecologici dell'organizzazione spaziale del comportamento. Dei fenomeni di orientamento astronomico e magnetico degli invertebrati ecotonali si analizzano le componenti genetiche e l'interazione tra i vari meccanismi di orientamento direzionale. Di questa linea fa parte anche lo studio dei fenomeni di homing in Vespe e Formiche. La conoscenza dei meccanismi di scelta attiva e di utilizzazione dell'habitat e delle sue risorse, nonché dei relativi movimenti nel suo ambito e fuori di esso, rappresenta una parte rilevante dell' intero programma, per la quale vengono utilizzati modelli diversi (varie specie di Crostacei, di Insetti, di Pesci, di Rettili, di Uccelli e di Mammiferi). L'indagine comparativa è condotta su scala geografica ampia al fine di comparare condizioni ambientali diversificate. Obiettivi ulteriori da raggiungere con indagini al livello morfofisiologico sono la conoscenza delle vie neurali coinvolte nell'orientamento primario in Crostacei e Molluschi.

Curriculum B2: Aspetti temporali del comportamento: significato adattativo e meccanismi fisiologici dei ritmi di attività negli invertebrati e nei Vertebrati

Le ricerche di questa linea investono i problemi della regolazione temporale delle attività giornaliere, tidali ed annuali studiate sia nelle loro manifestazioni naturali (in natura ed in laboratorio) sia nel loro determinismo fisiologico. Un importante obiettivo della ricerca è l'analisi dei modelli di organizzazione temporale dell'attività in varie specie d'acqua dolce in relazione a differenti fattori limitanti di tipo fisico e biologico. Su invertebrati intertidali vengono invece analizzati la variabilità intraspecifica dell'organizzazione temporale dell'attività e il relativo controllo endogeno.

Curriculum C: Aspetti energetici ed implicazioni funzionali dell'adattamento comportamentale

Le ricerche svolte nell'ambito di questa linea avranno come oggetto di indagine la valutazione dei costi/benefici in termini energetici legati all'adozione di specifici quadri comportamentali, soprattutto in un contesto di conflitto tra acquisizione di risorse ed esposizione a fattori di rischio o di stress. Saranno anche inclusi studi sull'integrazione tra i meccanismi comportamentali e fisiologici alla base dei processi di adattamento a condizioni ambientali diverse, sia in presenza di fattori stress di origine naturale (fluttuazioni di parametri ambientali soprattutto in ambiente marino costiero) che di origine antropica (con particolare riferimento a xenobionti inorganici e organici). Questo curriculum formativo includerà anche lo studio di base per la identificazione di biomarker eto-fisiologici e l'analisi delle conseguenze degli adattamenti individuali a livello delle popolazioni e delle comunità.

Curriculum D: Tecniche di genetica molecolare applicate alla Etologia ed Ecologia animale

Le attività di ricerca riguardano l'applicazione di protocolli di indagine di genetica molecolare e genetica di popolazione a studi di etologia ed ecologia animale, conservazione e gestione della fauna selvatica. Vengono utilizzati marcatori del genoma nucleare e mitocondriale per la ricostruzione delle relazioni filogenetiche e filogeografiche, variazioni demografiche e determinazione della struttura di popolazione in crostacei decapodi, anfipodi ed isopodi, rettili, uccelli e mammiferi marini di regioni tropicali e temperate e nelle biocenosi acquatiche sotterranee. Ulteriori linee di ricerca includono lo sviluppo e la caratterizzazione di marcatori genetici ipervariabili del DNA nucleare per analisi di parentela e studio delle strategie riproduttive, la descrizione del livello di polimorfismo al complesso maggiore di istocompatibilità in relazione ai meccanismi di scelta sessuale femminile, DNA barcoding per la risoluzione di problematiche tassonomiche e sviluppo di DNA microarrays per la definizione di biomarcatori di stress ambientale.

Curriculum E: Evoluzione molecolare, morfologico-funzionale nei primati non umani e nell'uomo

Antropologia Molecolare, Forense e Paleogenetica
Le attività di ricerca nel settore dell'antropologia molecolare/paleogenetica riguardano principalmente le analisi sul DNA antico/degradato. Vengono sviluppati progetti di ricerca inerenti lo studio di marcatori molecolari nucleari e mitocondriali, in reperti afferenti al genere Homo, per la ricostruzione della storia evolutiva della nostra specie per la comprensione di eventi migratori che hanno portato a costituire il pool genico dell'Europa attuale. Inoltre ampio risalto è dato a ricerche che riguardano la comprensione dei processi di domesticazione in specie antropocore sia animali che vegetali.
Le attività di ricerca nel settore dell'antropologia forense in collaborazione con il RIS di Roma, riguardano principalmente la comprensione dei fenomeni di contaminazione che possono avvenire durante il deposito ed il recupero dei reperti scheletrici. A tal fine le ricerche sono finalizzate allo sviluppo di procedure che permettono di ottimizzare il riconoscimento delle sequenze contaminanti in set di ampliconi consentendo di tracciare e controllare i fenomeni di contaminazione da parte di DNA esogeno. Inoltre vengono sviluppati protocolli per il riconoscimento di profili individuali con nuove tecnologie di sequenziamento ultramassivo. Le ricerche in antropologia forense sono anche indirizzate nel riconoscimento e riscostruzione di profili genetici in individui storici illustri.

Antropologia scheletrica e Paleoantropologia
Le attività di ricerca nel settore della antropologia scheletrica sono relative all'analisi delle caratteristiche antropologiche, lo stato di salute e la qualità della vita di popolazioni italiane vissute nel periodo dall'Età del bronzo fino al Medioevo. La ricerca riguarda l'analisi dei resti scheletrici umani attualmente in corso di studio presso i laboratori di antropologia e provenienti da scavi archeologici, per indagare fenomeni di adattamento all'ambiente in epoche diverse e per rispondere a domande quali come vivevano i gruppi umani del passato, quali erano le loro attività e strutture sociali, nell'ottica di ricostruire la storia biologica delle popolazioni vissute sul territorio italiano. Le attività di ricerca nel settore della paleoantropologia sono relative alla ricostruzione della fasi più antiche dell'evoluzione umana, con particolare riferimento alle forme di Ominidi fossili vissuti nel Pleistocene inferiore dell'Africa meridionale. Le ricerche mirano a ricostruire, in un contesto comparativo, aspetti diversi della biologia degli Ominidi sudafricani, quali i tempi di sviluppo somatico, i meccanismi di adattamento all'ambiente e aspetti ecologici di specie diverse. Vengono affrontati anche aspetti relativi alla biologia dello sviluppo dentario.

Genomica Comparata e Biologia delle popolazioni umane
La genomica comparata consiste nell'analisi e nella comparazione dei genomi di differenti specie al fine di comprendere la funzione e i processi evolutivi che modificano i genomi. La Genomica comparata gioca oggi un ruolo essenziale nei problemi sollevati nell'ambito della biologia evoluzionistica. Tra le numerose discipline che compongono la Genomica comparata si includono la citogenetica molecolare, la bioinformatica, la genetica della conservazione, e la filogenomica. La conoscenza raggiunta tramite la comparazione del menoma di specie diverse aprirà nuovi scenari, chiarendo i processi evolutivi che sono stati all'origine della diversità biologica sul nostro pianeta. La Biologia delle popolazioni umane analizza l'evoluzione e l'adattamento delle popolazioni umane e i modi in cui i diversi ambienti hanno influenzato la biologia e la variabilità umana nel passato e nel presente. Gli argomenti trattati includono la genetica delle popolazioni umane, crescita e sviluppo, variazione biologica correlata a clima e malattia, biodemografia, filogenesi e relazioni evolutive delle popolazioni umane.