Como a genética de populações pode ajudar a biologia da conservação?

C�digo:

B4027

Sigla:

B4027

�reas Cient�ficas
Classifica��o	�rea Cient�fica
OFICIAL	Biologia

Ocorr�ncia: 2014/2015 - 2S

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	N� de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Cr�ditos UCN	Cr�ditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
M:BGE	16	Plano de Estudos Oficial	1	-	6	42	162

Doc�ncia - Horas

Te�rica:	1,50
Pr�ticas Laboratoriais:	1,00
Orienta��o Tutorial:	0,50

Tipo	Docente	Turmas	Horas
Te�rica	Totais	1	1,50
Paulo C�lio Pereira Martins Alves		1,50
Pr�ticas Laboratoriais	Totais	1	1,00
Paulo C�lio Pereira Martins Alves		0,30
David Afonso da Rocha Gon�alves		0,40
Maria Raquel Barata Godinho		0,30
Orienta��o Tutorial	Totais	1	0,50
Paulo C�lio Pereira Martins Alves		0,50

L�ngua de trabalho

Portugu�s e ingl�s

Objetivos

O principal objectivo desta disciplina visa a aplica��o das bases te�ricas e pr�ticas da gen�tica molecular e populacional na conserva��o da diversidade biol�gica. Em particular, pretende-se explicar e demonstrar de que modo os recentes avan�os tecnol�gicos e anal�ticos no dom�nio do desenvolvimento de ferramentas moleculares, podem contribuir para a preserva��o das esp�cies como entidades din�micas, capazes de suprir as adversidades das modifica��es ambientais e de minimizar o seu risco de extin��o.

Resultados de aprendizagem e compet�ncias

Espera-se que os alunos adquiram conhecimentos te�ricos e pr�ticos em Gen�tica�da Conserva��o de forma a desenvolver compet�ncias que permitam a correcta identifica��o e avalia��o de popula��es e esp�cies amea�adas ou para a elabora��o de planos de conserva��o, em especial para as esp�cies raras e ilusivas. Adicionalmente, pretende-se que os alunos solidifiquem as capacidades orais e escritas na apresenta��o, an�lise, interpreta��o e aplica��o de resultados cient�ficos.

Modo de trabalho

Presencial

Programa

1. A necessidade de preservar a biodiversidade. Abordagem � import�ncia da preserva��o da biodiversidade. Breve refer�ncia � situa��o actual da tend�ncia da perda da biodiversidade e dos factores que provocam esses decr�scimo atrav�s da extin��o de esp�cies e de popula��es. No��o do vortex de extin��o. Refer�ncia �s principais conven��es que visam a preserva��o da Biodiversidade. Crit�rios e categorias da UICN para a protec��o das esp�cies. Lista de esp�cies amea�adas a n�vel mundial e regional (Europeu, Ib�rico, Portugal).
2. Introdu��o � Gen�tica da Conserva��o. Perspectiva hist�rica sobre a Biologia da Conserva��o. Estrutura e conte�dos da Gen�tica da Conserva��o e exemplifica��o de como esta nova �rea da biologia pode contribuir para minimizar as extin��es das esp�cies e das popula��es. Descri��o das etapas a seguir nos estudos de gen�tica da conserva��o. Os problemas de viabilidade das pequenas popula��es.
3. Amostragem, preserva��o de amostras, extrac��o de DNA e selec��o de marcadores moleculares. T�cnicas de amostragem. M�todos de recolha de amostras biol�gicas, de armazenamento e de extrac��o de DNA. Amostras de tecido e de “DNA dif�cil”. Breve abordagem aos marcadores moleculares: tipos, princ�pios te�ricos, m�todos, vantagens e desvantagens na sua aplica��o. Crit�rios para a selec��o de marcadores moleculares: o que se pretende e os marcadores que se devem utilizar. Marcadores neutrais e sujeitos a selec��o.
4. An�lise da diversidade gen�tica e conserva��o. Detec��o de estrutura��o populacional, fragmenta��o, isolamento populacional e migra��o. Os problemas das popula��es pequenas. Consanguinidade: causas e consequ�ncias. Tamanho real (N) e efectivo das popula��es (Ne). Conceito de ESU (Evolutionary significant units) e MU (Management Units). Monitoriza��o gen�tica e a gen�tica da paisagem (Landscape Genetics).
5. Hibrida��o vs Conserva��o. Hibrida��o natural e de origem antropog�nica. M�todos de detec��o da hibrida��o. O problema da hibrida��o de origem antropog�nica na preserva��o da integridade gen�tica das popula��es naturais. Consequ�ncias da hibrida��o na diminui��o da capacidade adaptativa.
6. M�todos gen�ticos n�o invasivos. Tipos e especificidades na recolha de amostras. Vantagens e desvantagens; Selec��o de marcadores; Extrac��o de DNA; ajustes de PCR; e procedimentos p�s-PCR (m�todo dos tubos m�ltiplos). Os problemas dos alelos falsos, “allele dropout”, e das contamina��es.
7. Aplica��o de m�todos moleculares n�o invasivos na conserva��o e gest�o das popula��es selvagens. Identifica��o de esp�cies, individual, parentesco, sexo e afilia��o de indiv�duos e de popula��es. Aplica��es no controlo do com�rcio de esp�cies amea�adas, an�lise forense animal e controlo de ca�a ilegal.
8. Da Gen�tica da Conserva��o � Gen�mica da Conserva��o. Import�ncia da an�lise gen�mica na conserva��o das popula��es e das esp�cies. Perceber os mecanismos da adapta��o local. Detec��o de selec��o.
9. Casos de estudo em Gen�tica da Conserva��o. Apresenta��o de v�rios casos de estudos realizados no �mbito desta �rea da biologia, dando especial aten��o aos realizados na Pen�nsula Ib�rica e com esp�cies e/ou temas emblem�ticos.
10. Visita de estudo/aula de campo.

Bibliografia Obrigat�ria

Mills L. Scott; Conservation of wildlife populations. ISBN: 9780470671498
Allendorf Frederick William; Conservation and the genetics of population. ISBN: 978-1-4051-2145-3
Frankham Richard 1942-; Introduction to conservation genetics. ISBN: 978-0-521-70271-3
Avise John C.; Molecular markers, natural history, and evolution. ISBN: 978-0-87893-041-8 0-87893-041-8

M�todos de ensino e atividades de aprendizagem

Exposi��o te�rica de conceitos usando t�cnicas de multim�dia. Discuss�o de artigos cient�ficos relacionados com o conte�do program�tico. Aulas te�rico-pr�ticas e pr�ticas usando programas inform�ticos de an�lise de dados gen�ticos (Structure, GenAlex, Cervus, etc). Aula de campo e visitas laboratoriais.

Software

Cervus
GenAlex
Structure

Palavras Chave

Ci�ncias Naturais
Ci�ncias Naturais > Ci�ncias biol�gicas > Biodiversidade > Caracteriza��o da biodiversidade
Ci�ncias Naturais > Ci�ncias biol�gicas > Biodiversidade > Biologia da conserva��o

Tipo de avalia��o

Avalia��o distribu�da com exame final

Componentes de Avalia��o

Designa��o	Peso (%)
Participa��o presencial	10,00
Prova oral	20,00
Trabalho escrito	70,00
Total:	100,00

Obten��o de frequ�ncia

Dois ter�os das aulas te�rico/pr�ticas e pr�ticas.

F�rmula de c�lculo da classifica��o final

Participa��o e desempenho durante as aulas (2) relat�rio sobre a an�lise critica de um artigo cientifico (14) e apresenta��o oral (4)

Provas e trabalhos especiais

Relat�rio e apresenta��o oral

Melhoria de classifica��o

Relat�rio sobre an�lise critica de um artigo e apresenta��o. A componente de participa��o � mantida.

Observa��es

Books:
Allendorf, F. & Luikart, G. (2006). Conservation and the Genetics of Populations. Wiley-Blackwell, 1st edition.
Avise, J. (2004). Molecular Markers, Natural History, and Evolution. Sinauer Associates, 2nd edition.
Carrol, S. P. & Fox, C. W. (2008). Conservation Biology. Evolution in action. Oxford, 1st Edition.
Frankham, R., Ballou, J.D. & Briscoe, D.A. (2002). Introduction to Conservation Genetics. Cambridge University Press, 2nd edition.
Mills, S. (2006). Conservation of Wildlife Populations: Demography, Genetics and Management. Wiley-Blackwell, 1st edition.

Papers:
Beja-Pereira, A., Oliveira, R., Alves, P.C., Schwartz, M.K. & Luikart., G. (2009). Advancing ecological understandings through technological transformations in non-invasive genetics. Molecular Ecology Resources 9, 1279–1301.
Oliveira, R., Castro, D., Godinho, R., Luikart, G. & Alves, P.C. (2010). Species identification using a small nuclear gene fragment: application to sympatric wild carnivores from South-western Europe. Conservation Genetics 11.
Oliveira, R., Godinho, R., Randi, E. & Alves, P.C. (2008). Hybridization vs conservation: are domestic cats threatening the genetic integrity of European wildcat (Felis silvestris silvestris) populations in Iberian Peninsula? Philosophical Transactions of the Royal Society, Biological Sciences, 363: 2953-2961.
Others given during the course

Qual é o papel da genética na conservação?

Assim, a genética aplicada à conservação tem por objetivo auxi- liar a reduzir as taxas de extinção e a preservar a bio- diversidade.

Como a genética e a evolução podem ajudar na conservação?

A diversidade genética dentro das espécies permite que as espécies se adaptem às mudanças no ambiente ao longo do tempo. Enquanto que a diversidade de espécies oferece uma variedade de interações que contribuem para o fluxo de energia e ciclagem de nutrientes nos ecossistemas.

Qual o papel da genética populacional dentro da biologia?

A genética populacional, também chamada de genética de populações, é um campo teórico dentro da Biologia que busca, através de cálculos matemáticos, estudar a distribuição e a composição genética em uma ou mais populações e as consequências de possíveis mudanças nessa composição.

O que é a genética da conservação?

A conservação genética consiste em um processo técnico, fundamentado em bases científicas, de manutenção permanente da diversidade e variabilidade genética de germoplasma em condições especiais, para fins de preservação das espécies e melhoramento genético.