Plan docente de la asignatura

 

 

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Datos generales

 

Nombre de la asignatura: Limnología

Código de la asignatura: 361681

Curso académico: 2021-2022

Coordinación: Francesc De Paula Sabater Comas

Departamento: Departamento de Biología Evolutiva, Ecología y Ciencias Ambientales

créditos: 6

Programa único: S

 

 

Consideraciones previas

 

Los alumnos deberían tener conocimientos en los siguientes conceptos básicos:

  • Adaptaciones evolutivas de los organismos a los ecosistemas acuáticos continentales. Adaptaciones a la vida planctónica y al medio reófilo.
  • Tipología y estructura fisicoquímica de los ecosistemas acuáticos.
  • La cuenca hidrográfica: respuestas hidrogeoquímicas.
  • Estructura de comunidades: inventarios y obtención de datos.
  • Funcionamiento de los ecosistemas: conceptos de producción y biomasa, y redes tróficas.
  • Dinámica de nutrientes y eutrofización.
  • Estado ecológico de los ecosistemas fluviales y lacustres.

 

 

Consideraciones previas

 

 

Referidos a conocimientos procedimentales

Dentro del marco de la asignatura, los alumnos deberán:

  • Familiarizarse con la obtención de datos ambientales, incluido el diseño del muestreo, y con el procesamiento de las muestras bióticas.
  • Aprender a formular hipótesis y a diseñar experimentos en función de las constricciones ambientales impuestas para cada caso de estudio.
  • Saber tratar datos diversos (biológicos y ambientales), y saber relacionarlos entre sí, analizarlos e interpretarlos de forma crítica.
  • Resumir, presentar y comunicar de forma articulada y coherente información aprendida sobre el medio acuático y sus procesos funcionales.

 

 

Horas estimadas de dedicación

Horas totales 150

 

Actividades presenciales y/o no presenciales

59

 

-  Teoría

Presencial

 

16

 

-  Ejercicios prácticos

No presencial

 

2

 

-  Prácticas especiales

Presencial

 

32

 

-  Prácticas orales comunicativas

Presencial

 

6

 

-  Seminario

Presencial

 

3

Trabajo tutelado/dirigido

41

Aprendizaje autónomo

50

 

 

Recomendaciones

 

Los alumnos deberían tener conocimientos previos en conceptos básicos de ecología funcional y ecología evolutiva

 

Referidos a conocimientos informativos y conceptuales

  • Conocer el funcionamiento básico de los ecosistemas, tanto en lo referente a los procesos biogeoquímicos como a aquellos aspectos de biodiversidad y de interacciones biológicas, y en relación con las condiciones ambientales impuestas por el medio.  
  • Conocimiento de los conceptos teóricos más relevantes de la ecología.
  • Comprensión y conocimiento de los problemas ambientales más importantes que afectan a los ecosistemas acuáticos.
  • Conocer las principales adaptaciones evolutivas de los organismos en la vida acuática continental.


 Referidos a conocimientos procedimentales
  • Saber adquirir datos del medio para obtener una buena caracterización ambiental y ecosistémica.
  • Conocer distintas técnicas y procedimientos de muestreo.
  • Entender e interpretar los datos obtenidos del medio marino.
  • Desarrollar espíritu crítico a través de la confrontación de hipótesis y la discusión científica.

 

 

Competencias que se desarrollan

 

   -

Capacidad de aprendizaje y responsabilidad (capacidad de análisis, de síntesis, de visiones globales y de aplicación de los conocimientos a la práctica/capacidad de tomar decisiones y adaptación a nuevas situaciones)

   -

Trabajo en equipo (capacidad de colaborar con los demás y de contribuir a un proyecto común/capacidad de colaborar en equipos interdisciplinares y en equipos multiculturales)

   -

Capacidad comunicativa (capacidad de comprender y de expresarse oralmente y por escrito en catalán,castellano y en una tercera lengua, dominando el lenguaje especializado/capacidad de buscar, usar y integrar la información)

   -

Integrar las evidencias experimentales encontradas en los estudios de campo y/o laboratorio con los conocimientos teóricos.

   -

Elaborar y gestionar proyectos ambientales.

   -

Evaluar y gestionar el medio natural.

   -

Analizar, interpretar y modelizar los datos ambientales.

Objetivos de aprendizaje

 

Referidos a conocimientos

La limnología es la ciencia que estudia la ecología de los sistemas acuáticos continentales (ríos, lagos, lagunas, balsas temporales, agua subterránea, etc.). Una de las características de las aguas continentales es su gran diversidad de ambientes ecosistémicos existentes. El objetivo de esta asignatura es preparar y formar a los estudiantes de Biología, o de otros grados afines, en conocimientos teóricos y aplicados sobre la estructura y el funcionamiento de los ecosistemas lacustres y fluviales. Dentro de este contexto, se describen tanto las características propias ambientales de estos ecosistemas como las adaptaciones evolutivas de los organismos en distintas condiciones ambientales consideradas. Parte de conocimientos básicos de ecología funcional y pretende aplicarlos para cada uno de los ecosistemas acuáticos considerados. Se hace referencia a diferentes aproximaciones metodológicas de estudio y a diferentes niveles de observación, tanto en lo que se refiere a aspectos estructurales como a procesos que se dan en la comunidad y el ecosistema. Se pretende hacer énfasis en todos los aspectos relevantes en la investigación actual, así como en todos los aspectos aplicados de la limnología.

 

 

Bloques temáticos

 

1. Adaptaciones evolutivas de los organismos en las aguas continentales (2 h de teoría)

*  1.1. Caracterización fisicoquímica de las aguas continentales. Rasgos diferenciales con las aguas marinas. Adaptaciones ecofisiológicas específicas en relación con la variabilidad iónica, el pH y el oxígeno

1.2. El carácter efímero de los ecosistemas acuáticos continentales y el tiempo de residencia: implicaciones evolutivas, dispersión y colonización. La biodiversidad de las aguas continentales y grupos taxonómicos específicos

2. Tipología y estructura fisicoquímica de los ecosistemas lacustres (3 h de teoría)

*  2.1. Origen y morfología de lagos: tipologías y parámetros descriptores morfométricos

2.2. Descripción de la columna de agua: gradientes de luz y temperatura. Estratificación térmica. Metalimnion y estabilidad térmica. El papel del viento. Estructuras térmicas secundarias. Frecuencias de Brunt-Väisäla. Ondas internas y rotura de la termoclina. Ciclo térmico anual: balance energético

2.3. Biogeoquímica: balance de producción-respiración. Perfiles de oxígeno y gradientes redox. Lagos meromícticos y los microorganismos del ciclo del azufre. Dinámica de nutrientes frente al ciclo estacional. Oligotrofia-eutrofia. Lagos distróficos

3. Adaptaciones a la vida planctónica. Dinámica del fitoplancton (3 h de teoría)

*  3.1. Adaptaciones a la vida planctónica. Tipología del fitoplancton

3.2. Dinámica de las comunidades fitoplanctónicas: factores autogénicos y alogénicos. Competencia para los recursos y control por parte del zooplancton. Sucesión estacional del fitoplancton. Modelos conceptuales

3.3. Producción y biomasa: eficiencia fotosintética y factores ambientales. Modelos de producción y biomasa

4. Comunidades del zooplancton: interacciones con el fitoplancton (3 h de teoría)

*  4.1. Principales grupos taxonómicos. Dinámica poblacional. Tipos biológicos y estrategias alimentarias

4.2. El papel del zooplancton herbívoro: regeneración de nutrientes. Dinámica estacional. Producción-biomasa. «PEG modelo». La paradoja del plancton

4.3. Respuestas del zooplancton a los depredadores: migraciones verticales. Ciclomorfosis. Otras estrategias biológicas

5. La red trófica planctónica y modelos de regulación trófica (3 h de teoría)

*  5.1. Los efectos de la depredación. Relación tamaño-eficiencia. Modelos de selección de tomas. Estrategias del depredador

5.2. La red trófica planctónica y el bucle microbiano: relación DOC-bacterias. Interacciones zooplancton y bacterias

5.3. Modelos de regulación trófica: «HSS modelo». Concepto de cascada trófica. «Bottom-up and top-down theory». Biomanipulación

6. Resiliencia y cambios de estado en limnología: la limnología de los lagos superficiales (1 h de teoría)

*  6.1. Limnología de los lagos superficiales (shallow lakes). Introducción a los cambios de estado: equilibrio, resiliencia y estabilidad. Estados estables alternativos y cambios de régimen en ecología. Casos de estudio: s’albufera des Grau (Menorca), análisis de los cambios de estado relacionados con la gestión de s’albufera (transición de Potamogeton pectinatus a Ruppia cirrhosa con una fase de fitoplancton y anoxia)

7. La cuenca hidrográfica: unidad de estudio funcional (3 h de teoría)

*  7.1. La cuenca hidrográfica como unidad ecológica funcional

7.2. Descripción del hábitat fluvial y dinámica fluvial  

7.3. El dominio de la ribera: estructura y función

8. Hábitats y comunidades fluviales (3 h de teoría)

*  8.1. Biofilm y adaptaciones del perifiton en la vida bentónica

8.2. Macroinvertebrados y rasgos biológicos adaptativos. La fauna hiporreica: rasgos funcionales y adaptaciones evolutivas

8.3. Fauna piscícola fluvial: tipología, adaptaciones y dinámica espacio-temporal

9. Procesos funcionales en tramos fluviales (3 h de teoría)

*  9.1. Metabolismo fluvial: producción y respiración de la comunidad

9.2. Descomposición y procesamiento de la materia orgánica: el papel de los macroinvertebrados y la actividad de los microorganismos

9.3. Dinámica de nutrientes: transporte y transformación. Modelo «nutriente spiraling»

*   

 

 

 

 

Metodología y actividades formativas

 

El desarrollo de esta asignatura se fundamenta en 4 ítems de actividades:

  • Clases de teoría (6 de las cuales se desarrollan en formato de aula invertida).
  • Seminarios con profesorado invitado para tratar temas específicos del temario teórico.
  • Ejercicios numéricos (problemas). Ejercicios prácticos realizados por los alumnos por su cuenta (actividad no presencial), que se complementan con temario de teoría, donde se incluyen 2 horas de actividad presencial para discutir en horas de clase los resultados obtenidos de los ejercicios numéricos.
  • Prácticas especiales. Prácticas de campo intensivas durante toda una semana en Vielha, en el Centro de Investigación de Alta Montaña (UB), en grupos reducidos.


Las clases de teoría ocupan el 45 % de la actividad (con un 70 % de clases magistrales; 20 % en formato de aula invertida, y un 10 % desarrollado en seminarios), mientras que las prácticas son el 40 %, y los ejercicios numéricos (actividad no presencial) representan un 15 % del tiempo programado en la dedicación docente.

Las clases de teoría se estructuran básicamente en dos grandes bloques temáticos, que corresponden al estudio de los ecosistemas lacustres y fluviales respectivamente. La teoría no solo se fundamenta en clases magistrales, sino que de los 24 temas de teoría, 3 se dan en forma de seminarios (temas 5.2, 6.1 y 8.4), y 6 temas más (3 por cada bloque temático) se desarrollan en formato de aula invertida. Cada uno de estos temas los exponen los propios alumnos (repartidos previamente en 6 grupos de 4-5 alumnos cada uno) a partir de materiales teórico-prácticos colgados en el Campus Virtual y a partir de lecturas de artículos científicos específicos repartidos previamente. Además, para el desarrollo de estos temas, los alumnos deben utilizar los resultados obtenidos durante la semana de prácticas que tienen a principio de curso.

En cada uno de los 2 bloques de teoría se reparten ejercicios numéricos (resolución de problemas) que se cuelgan en el Campus Virtual. Los alumnos tienen programadas 6 tareas, repartidas a lo largo del curso, que consisten en resolver problemas o ejercicios numéricos por su cuenta a partir de materiales previamente explicados en clase, y que una vez terminado el plazo, dedicamos un tiempo en clase para comentar y discutir los resultados obtenidos. Concretamente, se dedica 1 hora de discusión en clase por cada bloque temático. Estos ejercicios se evalúan y se tienen en cuenta en la nota final de la asignatura.

En cuanto a prácticas, esta actividad se basa totalmente en Prácticas de Campo (prácticas especiales). Consisten en una estancia de cinco días en el Centro de Investigación de Alta Montaña (CRAM) de la Universidad de Barcelona ubicado en Vielha (Val d’Aran). Durante esta semana de estancia, dos días se destinan a hacer salidas de campo desde el CRAM para muestrear ecosistemas acuáticos en el Pirineo y en el Prepirineo. Un día entero se destina a muestrear el lago de Montcortès (Senterada) y el otro día para ir a muestrear arroyos del valle de Conangles y Mulleres, y al valle de Perves (Pont de Suert). Después, dos días enteros (8 horas) se destinan a trabajo analítico y al procesamiento de las muestras en el laboratorio en el mismo centro del CRAM. Una vez procesadas las muestras, se hacen cálculos y se lleva a cabo la observación y clasificación de los organismos acuáticos muestreados. Acabamos la semana (viernes) dedicando 3 horas por la mañana para que los alumnos (distribuidos en grupos muy reducidos) hagan una presentación y discusión de los resultados obtenidos durante la semana, y para responder a determinadas preguntas formuladas por el profesorado. Esta exposición oral de los distintos grupos de trabajo se evalúa y se tiene en cuenta para la nota final de la asignatura. Puesto que acabamos teniendo aproximadamente unos 6 grupos de trabajo repartidos en temas específicos tratados durante la estancia, esto facilita que estas presentaciones se reutilicen después conjuntamente con información ampliada y complementaria para las aulas invertidas que se desarrollan durante el curso.

Precisamente, el hecho de que las prácticas estén programadas a inicios de curso tiene la ventaja de que los alumnos hacen desde el principio una inmersión total en la asignatura y aprenden durante la estancia de campo intensiva los diferentes conceptos teóricos que más adelante se tratarán a lo largo del curso. Por eso, el material elaborado durante la salida de campo sirve más adelante para preparar las 6 sesiones de aula invertida programadas. Cabe decir que la Sección de Ecología pone mucho esfuerzo en las prácticas de campo hasta el punto de que monta un laboratorio de campaña muy completo con instrumentos de medida y de análisis químico y biológico in situ.

 

 

Evaluación acreditativa de los aprendizajes

 

  • 12 %, trabajo de exposición oral asociado a las prácticas, y para la preparación y exposición del tema para el aula invertida.
  • 8 %, entrega de las 6 tareas, fruto de los ejercicios numéricos repartidos durante el curso.
  • 20 %, examen parcial (prueba escrita y presencial) sobre el temario correspondiente al 1er bloque de la asignatura.
  • 60 %, prueba final de síntesis (prueba escrita y presencial).

 

Evaluación única

La prueba final de síntesis es la que tiene mayor peso, abarca el conjunto de los contenidos de la asignatura, incluidas las prácticas, y tiene una duración aproximada de 2-3 horas. Consta de 6 preguntas cortas teóricas en las que se tiene en cuenta el conocimiento de conceptos y la capacidad de síntesis, y 2 preguntas transversales largas y subdivididas en cuatro apartados donde se pide a los alumnos que interpreten resultados numéricos (por medio de gráficos o tablas), y que razonen para relacionarlos o integrarlos con otros conceptos teóricos. Esta prueba representa un 60 % del peso total de la evaluación de la asignatura. El 50 % de la nota se obtiene respondiendo a preguntas sobre conceptos teóricos, en los que se debe tener la capacidad de explicarse de manera concisa y tener capacidad de síntesis en la respuesta (ya que se limita el espacio de la hoja del examen), y el 50 % restante está formado por preguntas que se basan en la interpretación de resultados de material gráfico o tablas extraídas de la literatura científica. De esta forma, es más fácil darse cuenta si se ha alcanzado la capacidad de razonamiento y de interpretación científica de los conceptos explicados.

La prueba parcial escrita (1 hora de duración) sirve para evaluar conceptos obtenidos durante la mitad de la asignatura. Consiste en 8 preguntas cortas en las que se piden conceptos explicados en las sesiones de teoría y en los seminarios impartidos. Esta prueba tiene un 20 % del peso total de la asignatura.

Las prácticas de campo también son evaluadas a través de las presentaciones orales respectivas (en grupos de 4-5 alumnos) que hacen durante el último día de la estancia de prácticas, conjuntamente con la preparación y exposición para el aula invertida. En conjunto, todo esto cuenta con un 12 % del total. Por último, la evaluación se complementa con la resolución de ejercicios numéricos repartidos a lo largo del curso, los cuales tienen un peso del 8 % en la calificación final de la asignatura.

Es necesario aprobar la prueba de síntesis (con un 5 o más) para hacer la media ponderada con las otras pruebas de evaluación continua y las prácticas. La asistencia a la salida de prácticas es obligatoria.