PD:L'Arbre de la Vida

Pla docent de l'assignatura

Tanca

Dades generals

Nom de l'assignatura: L'Arbre de la Vida

Codi de l'assignatura: 568699

Curs acadèmic: 2020-2021

Coordinació: Miguel Angel Arnedo Lombarte

Departament: Departament de Biologia Evolutiva, Ecologia i Ciències Ambientals

crèdits: 6

Programa únic: S

Hores estimades de dedicació

Hores totals 150

Activitats presencials i/o no presencials

- Teoria	Presencial i no presencial	44
- Tutorització per grups	Presencial i no presencial	6
- Seminari	Presencial i no presencial	2

Treball tutelat/dirigit

Aprenentatge autònom

Competències que es desenvolupen

Competències bàsiques
CB6 - Posseir i comprendre coneixements que aportin una base o oportunitat de ser originals en el desenvolupament i / o aplicació d’idees, sovint en un context de recerca

CB7 - Que els estudiants sàpiguen aplicar els coneixements adquirits i la seva capacitat de resolució de problemes en entorns nous o poc coneguts dins de contextos més amplis (o multidisciplinaris) relacionats amb la seva àrea d’estudi

CB8 - Que els estudiants siguin capaços d’integrar coneixements i enfrontar-se a la complexitat de formular judicis a partir d’una informació que, sent incompleta o limitada, inclogui reflexions sobre les responsabilitats socials i ètiques vinculades a l’aplicació dels seus coneixements i judicis

CB9 - Que els estudiants sàpiguen comunicar les seves conclusions i els coneixements i raons últimes que les sustenten a públics especialitzats i no especialitzats d’una manera clara i sense ambigüitats

CB10 - Que els estudiants posseeixin les habilitats d’aprenentatge que els permetin continuar estudiant d’una manera que haurà de ser en gran manera autodirigida o autònom

Competències generals/transversals

CG0 - Saber integrar-se i treballar en equips d’investigació utilitzant indistintament el castellà, català o anglès

Competències específiques

CE1 - Haver adquirit coneixements avançats i demostrat, en un context d’investigació científica, una comprensió detallada i fonamentada dels aspectes teòrics i pràctics i de la metodologia de treball en l’evolució de la biodiversitat o en la seva conservació.

CE2 - Saber aplicar i integrar els seus coneixements, la comprensió d’aquests, la seva fonamentació científica i les seves capacitats de resolució de problemes en entorns nous i definits de manera precisa, incloent contextos de caràcter multidisciplinari tant investigadors com professionals altament especialitzats

CE5 - Saber transmetre d’una manera clara i sense ambigüitats a un públic especialitzat o no, resultats procedents de la investigació científica i tecnològica o de l’àmbit de la innovació més avançada, així com els fonaments més rellevants sobre els quals se sustenten

Objectius d'aprenentatge

Referits a coneixements

• Caracteritzar la diversitat de l’arbre de la vida i analitzar les diferents hipòtesis sobre el seu origen i posterior radiació evolutiva.

• Conèixer i interpretar les sinapomorfies que suporten els principals brancatges evolutius i el valor filogenètic que se’ls assigna en cada cas.

• Obtenir una visió global i crítica de les relacions de l’arbre de la vida en el seu estat actual, remarcant-ne les mancances per definir les futures línies de recerca més interessants.

Generals

• Adquirir coneixements avançats sobre l’arbre de la vida. Reconèixer i situar, dins l’escala evolutiva, els principals esdeveniments evolutius i interpretar-ne la posterior radiació.

• Obtenir una visió global i crítica de la filogènia dels regnes Animalia, Plantae i Fungi en l’estat actual, remarcant-ne les mancances per definir les línies de recerca més interessants.

• Adquirir un coneixement crític de les tècniques utilitzades en filogènia.

Específics

• Caracteritzar la diversitat dels regnes Animalia, Plantae i Fungi i analitzar les diferents hipòtesis sobre l’origen i sobre la radiació evolutiva que han experimentat al llarg de l’evolució.

• Reconèixer i identificar les novetats evolutives que han donat peu a les principals radiacions. Conèixer i identificar les sinapomorfies que suporten els principals brancatges evolutius.

• Ser capaç d’interpretar les principals teories evolutives sobre l’evolució així com els seus principals punts febles.

Blocs temàtics

1. Introducció (8 hores)

1.1. Grans grups d’organismes. Hipòtesis sobre l’ancestre comú dels éssers vius. Radiació dels bacteris i dels arqueus

1.2. Origen dels eucariotes. Què és un eucariota? Diferències amb els procariotes. Teories de l’origen dels eucariotes i discussió de les dades moleculars. Posició filogenètica dels principals llinatges multicel·lulars i grups relacionats

1.3. Els «protists». El problema de l’arrel de l’arbre dels eucariotes. Els principals llinatges (Amoebozoa, Rhizaria, Excavata, Cryptophyta, Haptophyta, Heterokonta i Alveolata) i les seves relacions filogenètiques

2. Filogènia de plantes (10 hores)

2.1. Les primeres formes de vida vegetal. Origen i evolució de la fotosíntesi. Diversitat i història evolutiva dels plasts a l’arbre dels eucariotes. Plasts i grups d’algues. Origen i evolució dels plasts

2.2. La colonització del medi terrestre. Les algues verdes i la colonització del medi terrestre. Filogènia dels estreptòfits. Hipòtesis de treball sobre l’origen dels embriòfits i les relacions entre els principals clades de plantes terrestres. Innovacions associades a la vida terrestre (cutícula, estomes, espores amb coberta d’esporopol·lenina, etc.)

2.3. Origen i diversificació dels traqueòfits. Radiació evolutiva dels traqueòfits. Innovacions associades a l’ocupació de l’espai terrestre (teixits conductors, fulles, aparell radical, creixement secundari). El paper de les micorrizes en la colonització del medi terrestre. El pas de l’homospòria a l’heterospòria. Els primers boscos. Els avantpassats dels espermatòfits. Origen i evolució de la llavor. Relacions filogenètiques entre els diferents grups d’espermatòfits. Hipòtesis dels antòfits, dels gnetòpsids i de les gimnospermes. Aspectes no resolts i límits de les dades moleculars

2.4. Origen i diversificació de les angiospermes. Sinapomorfies característiques de les angiospermes. Com eren les flors de les primeres angiospermes? El registre fòssil. Estimació de l’edat de les angiospermes. Revisió de la filogènia de les angiospermes. Els clades basals de les angiospermes: ANITA, magnòlides i monocotiledònies. Les eudicotiledònies. Ròsides. La radiació de les ròsides i el ràpid increment dels boscos dominats per angiospermes. Astèrides. La radiació evolutiva de les angiospermes. Evolució dels caràcters distintius de les angiospermes. La doble fecundació i la formació de l’endosperma. El tancament dels carpels. L’evolució del periant

3. Filogènia de fongs (6 hores)

3.1. Aspectes generals de la filogènia fúngica: les grans línies evolutives

3.2. Filogènia fúngica: del nivell molecular a l’estructural. Quitina, quitosan i ergosterol. La trehalosa i el mannitol. Les hifes, la septació i les fíbules. Els missatges químics en la multiplicació asexual. Evolució en les estructures implicades en la reproducció sexual

3.3. Aspectes concrets en les línies evolutives dels fongs: adaptacions a la vida terrestre, a l’aquàtica i al sistema digestiu d’animals

4. Filogènia animal (18 hores)

4.1. Els opistoconts. Delimitació i principals llinatges. Rellevància per entendre l’origen dels animals i l’evolució de la multicel·lularitat

4.2. Metazous basals. Les esponges: monofilètiques o parafilètiques? Posició evolutiva d’esponges, placozous, cnidaris i ctenòfors. Relacions evolutives en els cnidaris

4.3. Origen dels animals bilaterals. Eixos corporals. Per què calen cavitats? Mòduls i metàmers. Els animals bilaterals basals: acelomorfs (acels i nemertodermàtids). Principals línies evolutives: protostomats i deuterostomats. Filogènies morfològiques i moleculars: consensos i conflictes. Definició i característiques de les dues línies evolutives: clivellament, destí del blastòpor, origen del mesoderma, etc. Principals línies evolutives dels protostomats

4.4. Ecdisozous. Definició, característiques, composició i filogènia del grup. Els Cicloneuralia i els panartròpodes. Filogènia interna dels artròpodes. Principals línies evolutives dels quelicerats, miriàpodes i pancrustacis. Origen i evolució dels insectes

4.5. Els espiràlia. Definició, característiques i composició del grup. El concepte de Lophotrochozoa i la posició dels lofoforats. Principals llinatges: trocozous (anèl·lids, mol·luscs i grups afins), polizous (briozous i grups afins) i platizous (platihelmints i grups afins). Fílums de posició incerta: els quetògnats

4.6. Origen i evolució dels deuterostomats. Equinoderms, estomocordats i cordats. Hipòtesis sobre les seves relacions filogenètiques: Ambulacraria vs. faringotremats. Altres hipòtesis. Origen dels cordats: les diferents hipòtesis. Evidències moleculars i morfològiques. El registre fòssil

4.7. Origen i evolució dels cordats. Radiació evolutiva dels cordats. Concepte de cordat. El notocordi com a novetat evolutiva. Urocordats i somitocordats. Cefalocordats i craniats. Vertebrats i gnatostomats. Paleostomats i teleostomats. Osteïctis: actinopterigis i sarcopterigis. Radiació evolutiva dels dos grups. El pas a terra: tetràpodes, amfibis i anamniotes. Anàpsids, diàpsids i sinàpsids. Origen i radiació dels ocells i dels mamífers

5. Seminaris (4 hores)

* Al llarg del curs s’organitzen dos seminaris sobre aspectes importants de l’arbre de la vida, que imparteix un especialista en la matèria a partir de la pròpia recerca i en què s’estimula la participació activa mitjançant preguntes i discussió. El tema i l’horari concret depenen de la disponibilitat de conferenciants, que s’intenta que siguin investigadors en actiu d’altres institucions. Com a exemples incloem quatre dels possibles seminaris a impartir durant els dos primers anys del màster.

5.1. Metagenòmica i biodiversitat bacteriana

5.2. Filogenòmica de metazous: oportunitats i reptes de la seqüenciació massiva per resoldre l’arbre de la vida dels animals

5.3. L’evolució del genoma a les Importància de les interaccions biòtiques en la filogènia vegetal

Interdependència i coevolució. Importància de les micorrizes en la colonització del medi terrestre. Origen i distribució de les simbiosis amb bacteris fixadors de N. Importància de la coevolució de plantes i insectes herbívors i increment de la diversitat. Interaccions mutualistes. Els primers passos en la coevolució angiosperma-pol·linitzador. Dispersió de fruits i llavors. Coevolució de fongs-vegetals: de les micorrizes als líquens

5.4. Angiospermes

Evolució de la mida del genoma. Evolució del nombre cromosòmic de base. Poliploïdia. Processos determinants de l’aparició de poliploides. Característiques fenotípiques associades a la poliploïdia: patrons ecogeogràfics. Avantatges adaptatius i especiació per poliploïdia. Hibridació natural i especiació. Hibridació introgressiva. Complexos híbrids. Incidència de la hibridació natural

Metodologia i activitats formatives

La metodologia a seguir inclou classes magistrals, seminaris, treballs tutoritzats, presentacions escrites i orals.

Ensenyament presencial i no presencial

Les classes teòriques s’imparteixen en una aula de la Facultat de Biologia amb capacitat suficient per garantir les mesures de seguretat indicades pels organismes pertinents per a un màxim de quaranta alumnes, emprant les eines adients per al seguiment de l’explicació, com ara les presentacions en suport informàtic. Les presentacions, classes magistrals i seminaris es publiquen al dossier de l’assignatura amb anterioritat a la sessió.

L’alumne ha de preparar les sessions teòriques i els seminaris abans d’assistir-hi i estudiar els continguts amb les presentacions emprades i el material complementari aportat pel professor.

Alternativament i per tal de garantir la distància social o bé adaptar-se a possibles escenaris futurs de confinament, s’implementarà una estratègia docent d’”Aula Inversa”. Concretament, es faran les classes teòriques on-line de forma sincrònica al dia i hores convinguts mitjançant l’eina BB Collaborate. Aquestes sessions s’enregistraran i restaran disponibles al Campus Virtual de l’assignatura. Donada la possibilitat, es faran almenys un cop a la setmana grups presencials per discutir temes de les classes sincròniques de la setmana corresponent i resoldre dubtes. Els seminaris i els seminaris tutoritzats es faran mitjançant l’eina BB Collaborate

Activitats no presencials

• Estudi: repassar i completar els coneixements proporcionats a les classes teòriques i als seminaris.

• Tutories. El treball no presencial de l’alumne ha de complir tres objectius:

— Aprendre els conceptes que s’imparteixen a les classes presencials. L’alumne ha de preparar les classes llegint els materials del professor al dossier de l’assignatura (presentacions, textos, etc.).
— Complementar els conceptes exposats a classe amb la lectura de materials, textos o articles proposats pel professor, o resoldre problemes.
— Preparar un tema a escollir entre una llista proposada pel professor o alternativament un tema escollit per l’alumne i aprovat pel professor, i exposar-lo a classe en un temps d’entre vint i trenta minuts.

L’acció tutorial es concreta en almenys tres entrevistes per alumne o grup d’alumnes (dos o tres) que preparin un treball en comú. A la primera entrevista s’escull el tema a desenvolupar i el professor dona als alumnes les indicacions per començar el treball i es fixen els continguts i la metodologia de treball. En la segona, es revisa el treball a presentar, que els alumnes han d’haver enviat al professor uns dies abans. En la tercera, es fa la revisió final abans de la presentació.

A més el professor estableix els canals de comunicació més adients per facilitar l’accés a l’alumne. Aquests canals són com a mínim: un horari de visites que es comunica al principi de l’assignatura i consta als taulers d’anuncis del departament, la comunicació als alumnes de l’adreça electrònica del professor i la construcció d’un dossier de l’assignatura basat en els dossiers electrònics de la Universitat de Barcelona i on s’activa el fòrum com a lloc d’intercanvi d’experiències.

Avaluació acreditativa dels aprenentatges

• Criteris: s’avaluen els coneixements adquirits durant el curs i la participació en les activitats organitzades: seminaris, treballs, etc.

• Procediments: els coneixements teòrics s’avaluen mitjançant una prova escrita sobre la matèria teòrica i pràctica impartida. Assistència amb aprofitament a les sessions teòriques, pràctiques i seminaris vinculats al temari. Treballs de curs.

• Elements que són objecte d’avaluació (valoració sobre 100):

— Avaluació del treball en equip escrit, 30%

— Coneixements teòrics (prova escrita), 25%

— Respostes qüestionari de comprensió i aprofitament al final de cada classe, 25%

— Avaluació treball en equip presentació oral, 10%

— Avaluació per parells de la presentació dels treballs, 5%

— Participació activa en els seminaris, 5%